DE2316504A1

DE2316504A1 - Hydraulisches ventil, insbesondere druckausgleichsventil

Info

Publication number: DE2316504A1
Application number: DE19732316504
Authority: DE
Inventors: David Luther Thurston
Original assignee: Abex Corp
Current assignee: PepsiAmericas Inc
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1973-12-20
Also published as: CA989274A; DE2316504C2; GB1428843A; FR2202251A1; JPS4930922A; FR2202251B1; IT982985B

Description

CRASEMANN & RAFFAV

2 HAMBURG VO

Schlosstrasse 6 PATENTANWÄLTE:

2. April 1973 DlPU-INe-JDReENCRASEMANN

<) O 1 £ £ Ω Α ' DIPU₁-INe-VINCENZv-RAFFAY

Ref.- 2014/11

Anmelder: Abex Corporation, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, USA 530 Fifth Avenue, New York, New York IOO36/Ü.S.A.

Hydraulisches Ventil, insbesondere Druckausgleichsventil

Die Erfindung; betrifft ein hydraulisches Ventil bzw. eine entsprechende hydraulische Steuereinrichtung, die insbesondere mit einem Druckausgleichsventil ausgerüstet ist.

Es sind die unterschiedlichsten hydraulischen Ventile zur Steuerung der Menge des zu einem Antrieb oder zu einem anderen Gerrit zugeführten Strömungsmittels bekannt. Derartige bekannte Ventile sind mit einer verstellbaren öffnung versehen, die einen bestimmten Druckverlust an dieser öffnung erzeugt. Für einen vorgegebenen Einlaßdruck ist eine genaue Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels zu dem Gerät möglich. Wenn jedoch der Einlaßdruck schwankt, ändert sich auch die Strömungsgeschwindigkeit. Um dieses zu verhindern, ist es weiterhin bekannt, eine Druckausgleichseinrichtung hinzuzufügen, um die Strömung zu.der verstellbaren öffnung automatisch in Abhängigkeit von der Änderung des Druckverlustes, im Bereich der öffnung einzustellen. Eine derartige Vorrichtung zur Pr/izisionssteuerung ist Gegenstand des US-Patentes 3159 178,

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TELEFON: 00410 ββ 70 O8 · TELEQRAMME: PATFAV.HAMBURQ

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Strömungsmittelsteuergeräte arbeiten grundsätzlich in der vorstehend beschriebenen Weise. Ein Problem entsteht jedQoh dadurch, daß sich die verstellbare öffnung normalerweise in Of- . fenstellung befindet. Wenn daher die Strömung abrupt mit einem vorgegebenen Druck einsetzt, öffnet die verstellbare öffnung . plötzlich, so daß ein hydraulischer Stoß in dem gesamten hydraulischen System auftritt.

Die Lehre des US-Patentes 3 H06 714, das auf ein Ventil zur Verhinderung von Saug- und Druckstößen gerichtet ist, stellt bereits einen Vorschlag zur Lösung des genannten Problems dar. Dieses Ventil ist mit einer Druckausgleichseinrichtung ausgerüstet, die in Schließstellung vorgespannt ist und bei übertragung eines entsprechenden Druckes auf das Ventil vollständig öffnet. Die Konstruktions dieses, bekannten Ventiles. ist jedoch äußerst aufwendig, so daß es mit großem Arbeitsaufwand und entsprechend teuer herzustellen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Druckausgleichseinrichtung oder ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, wodurch Druck- oder Saugstösse beim plötzlichen Einsetzen der Strömung verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung oder ein entsprechendes Ventil der eingangs genannten Art gelöst, wobei folgende Merkmale vorgesehen sind: ;

Ein Ventilkörper mit einem Einlaß zup Aufnähme des unter Druckstehenden Strömungsmittels von einer entsprechenden Druckquellej .

einem Auslaß zum Austreten des StrÖmungsmitteTs zu einem . durch Druck betätigten Gerät;

. einer verstellbaren öffnung zur Regulierung der Strömungsmittelströmung zu dem Auslaß ι und _%i

einer Druckausgleichseinrichtung zwischen dem Einlaß und • der verstellbaren öffnung, die in Abhängigkeit von den Ab- -

weichungen von einem vorgegebenen Druckabfall an der öffnuriR arbeitet, um die iitrömungsmittelströmung zu der öffnung zu steuern.

Eine eingebaute Einrichtung sorgt dafür, daß die öffnung normalerv/eise geschlossen ist (in Schließstellung vorge.-< spannt ist). Eine Einrichtung, die auf'Druckschwankungen anspricht, ist zum öffnen der öffnung vorgesehen, wobei eine weitere .die Einstellung begrenzende Einrichtung vorhanden ist,um wahlweise die maximale Größe der öffnung einzustellen. Die Einrichtung oder das Ventil nach der Erfindung weist in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Kombination eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Öffnungsgeschwindigkeit der öffnung auf, um die Druckstöße in der Einrichtung zu vermindern, wenn die Öffnung geöffnet wird. Eine wahlweise einstellbare Strömungssteuereinrichtung ist zur Veränderung der Öffnungsgeschwindigkeit der verstellbaren öffnung vorgesehen.

Grundsätzlich ist die Erfindung auf ein Ventil für ein hydraulisches System gerichtet, daß eine verstellbare öffnung zur Erzeugung eines Druckabfalls aufweist, um die Strömungsmittelgeschwindigkeit zu einem durch den Strömungsmitteldruck betätigten Gerät zu steuern. Eine Druckausgleichseinrichtung ist in das Ventil eingebaut. Diese arbeitet in Abhängigkeit von der Veränderung des Druckabfalls an der öffnung, um die Strömung zu dieser zu beeinflussen und dadurch einen vorherbestimmten Druckabfall an der öffnung aufrechtzuerhalten. Das öffnen der verstellbaren öffnung erfolgt durch den Einlaßdruck gegen die Kraft einer leichten Feder- mit ,einem einstellbaren Anschlag. Das öffnen der öffnung wird durch eine ausdehnbare Kammer verzögert, die ein verstellbares Volumen aufweist und durch ein einstellbares Strömungsrainderventü mit dem Auslaß des Steuerventils verbunden ist. Die Einstellung des Strömungsminderventils steuert die öfftmmgsgeschwindigkeit der verstellbaren öffnung, um die Druckschwankungen am Anfang der

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Strömung in dem hydraulischen System herabzusetzen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten.der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. . :.

'Es zeigt: - .. . _: .

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines hydralisches Kreislauf es. mit. eine.r Einrichtung nach der Erfindung»- · wobei 94m dargestellten Gehäuse drei Strömungsmit-

te.löffnungen vorgesehen sind;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, wobei je- '" doch in dem Gehäuse lediglich zwei Strömurigsmittelöffnungen vorgesehen sind.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausfuhrungsform stellt ein. Ventil dar, dessen Gehäuse mit' IQ bezeichnet ist,. An dem Ge- häuse 10 ist ein Steuerventil 11, ein Ventil 13 zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit und ein Druckausgleichs-.ventil 15 angebracht.

Das Gehäuse 10 ist mit einer Einlaßöffnung 12, einer Auslaßöffnung m und einer Ümgehungs- oder Rückführöffnung 16 ausgerüstet. Weiterhin ist das Gehäuse mit einem hydraulischen Kreislauf verbunden, der eine Pumpe 18 enthält', die über eine Leitung 20 mit einer Strömungsmittelquelle, d.h. mit einem Tank 22 verbunden ist. Weiterhin ist eine Aüstrittsleitung 2k, ein Schaltventil 26 und eine Leitung 28 zu der Einlaßöffnung > 12 vorgesehen. Die Funktion des Ventiles 26 dient der Zuleitung des Strömungsmittels von der" Pumpe l8in das Gehäuse 10 in der ersten Stellung.und der unmittelbaren -Rückleitung" zu dem Tank 22 in der zweiten Stellung·. .; ., "" ■ ' '

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Ein Rückschlagventil 30 (das einstellbar ist) ist mit der Austrittsleitung 24 über eine Leitung 32ⁿmit dem Tank 22 über eine Leitung 34 verbunden. Dieses Rückschlagventil 30 legt den Höchstdruck des von der Pumpe 18 geförderten Strömungsmittels fest und leitet überschüssiges Strömungsmittel zu dem Tank zurück, wenn der eingestellte Höchstdruck erreicht ist. We.iterhin ist es möglich, ein den Druckanstieg begrenzendes Ventil mit der Leitung 24 zu verbinden, um zu verhindern, daß ein hoher Druck beim Schalten eines Ventiles, beispielsweise des Ventiles 2β auftritt.

Die Rückführöffnung 16 des Gehäuses"10 ist über eine Leitung mit dom Tank 22 verbunden. Die Auslaßöffnung Ik ist durch eine Leitung 38 mit einem Antrieb, nämlich einem Motor kO verbunden, dessen Austritt über eine Leitung k2 mit dem Tank 22 verbunden ist. Das Gehäuse 10 kann in vorteilhafter Weise mit den unterschiedlichsten Antrieben, beispielsweise-mit einem Rotationskolbenmotor oder dgl. verbunden sein, bei.dem auch ein hoher Druckanstieg zu Beginn des Betriebes äußerst unerwünscht ist.

Weiterhin ist in dem Körper kk des Gehäuses 10 eine Ausgleichsbohrung k6 vorgesehen, die eine obere Ringnut 48 aufweist, die mit der öffnung 1β in Verbindung steht. Weiterhin ist eine untere Ringnut 50 vorgesehen, die mit der Einlaßöffnung 12 verbunden ist. Jn dom Gehäuse ist eine Steuerbohrung 52 ausgebildet, die eine obere Ringnut 5k in Verbindung mit der Auslaßöffnung 14 und eine untere Ringnut 56 in Verbindung mit der unteren Ringnut 50 der Bohrung 46 über eine Leitung 58 aufweist.

Das offene Ende der Ausgleichsbohrung 46 ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines mit einem Sackloch versehenen Gewinde- · Verschlusses 60 verschlossen. Der untere Abschnitt der Bohrung 46 enthält den Ventilkürper 62 des Druckausgleichsventiles. Der Ver.tilkörper 62 weist einen unteren Kopf 64 auf, der an dem unteren Ende der Bohrung 46 anliegt, um eine Druckkammer 66 zu

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bilden. Der Ventilkörper 62 schafft weiterhin eine radiale Bohrung, die eine axiale Bohrung schneidet, um eine Leitung 68 zu.bilden. Die Leitung 68 erlaubt, daß das unter Druck stehende Strömungsmittel in der Einlaßöffnung 12 den Ventilkörper 62 nach oben vorspannt. Der Ventilkörper 62 ist oben nit einem hoh-len Kopf 70 ausgerüstet, der eine Ventilflansch 72 aufweist der, wenn eine Bewegung in der Bohrung 46 in der Nähe des unteren Randes der Ringnut 48 stattfindet ein Drosselventil zwischen der Einlaßöffnung 12 und der Rückführöffnung 16 bildet. ·

Der obere Kopf 70 und der Verschluß 60 bilden eine obere Ausgleichskammer 74, in der eine Feder 76 unter Druck zwischen dem Ventilkörper 62 und dem Verschluß 60 angeordnet ist. Eine Strömungsmittel- und Druckverbindung zwischen der Kammer 74 und der oberen Ringnut 54 wird durch eine' Leitung 78 in dem Körper- 44 des Gehäuses 10 gebildet.· Die nach unten gerichtete Vorspannung durch die Feder 76, die durch den Strömungsmitteldruck in der Ringnut 54 und in der Kammer 74 unterstützt wird, wirkt der nach oben gerichteten Kraft entgegen, die durch den Einlaß-Strömungsmitteldruck in der Kammer 66 erzeugt wird und zwar mit der Tendenz die Strömungsmittelverbindung nach dem Ventilflansch 72 und'zwischen den Öffnungen 12 und 16 zu verschließen. Die_ Druckkraft, die durch die Feder 76 ausgeübt wird, wird im voraus festgelegt. Diese Druckkraft ist wichtig für die Furf*ion des Druckausgleichsventiles.

Das obere Ende der Bohrung 52_ ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Gewindeverschlusses 80 versehen. Der Verschluß 80 ist mit einer in Achsrichtung verlaufenden Gewindebohrung ausgerüstet, in die ein mit einem Aussengewinde versehener Anschlag in Form einer Schraube 82 hineingeschraubt ist. Die Anschlagschraube 82 ist axial verstellbar. Sie wird

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durch eine Kontermutter 84 in der gewünschten Stellung gesi- ' · chort. Eine Buchse 86 liegt unten an dem Verschluß 80 an. Diese Buchse ist innen und außen mit Dichtungsringen: 87 ausgerüstet, um für eine entsprechende Abdichtung zu sorgen und zwar zwischen der Buchse 86 und der Bohrung 52 wie der Innenbohrung der Buchse und dem Schaft der Anschlagschraube 82. .

Das untere Ende der Bohrung 82 dient der Aufnahme eines ver- ' schiebbaren Ventilkörpers 88. Der Ventilkörper 88 .ist mit einem hohlen oberen Kopf 90 ausgerüstet, der einen Ventilflansch 22 trägt. Die Bewegung des Ventilkörpers 88 bedingt eine Bewegung des Ventilflansches 22 in der Nähe des unteren Randes der Ringnut 54, wodurch eine Beeinflussung der Strömung des aus der Auslaß.öffnung 14 austretenden Strömungsmittels erfolgt.

Die maximale nach oben gerichtete Bewegung des Ventilkörpers .88 und damit die Größe des durch den Ventilflansch 92 freigegebenen Strömungsquerschnittes ist durch die Anlage des Ventilkörpers an der verstellbaren Anschlagschraube begrenzt.

Eine Rückstellfeder 84 ist unter Druck zwischen der Buchse und dem Ventilkörper 88 innerhalb des Kopfes 90"angeordnet, um den Ventilkörper nach unten in seine Schließstellung vorzuspannen. Der Ventilkörper 88 ist weiterhin mit einem unteren Kopf 96 ausgerüstet, der mit einem Sitz in dem unteren Abschnitt .der Bohrung 52 zusammenarbeitet, um eine Druckkammer 98 zu bilden. Der Ventilkörper 88 weist eine radiale Bohrung auf, die eine axiale Bohrung schneidet, um eine Leitung 100 zu bilden. Die Leitung 100 ermöglicht die Strömung des durch die Leitung 58 eintretenden Strömungsmittels in die Kammer 98,· wodurch das Ventil nach oben in die Qffenstellung vorgespannt wird.

In der Bohrung 52 wird eine Kammer 102 veränderbaren Volumens zwischen dem oberen Kopf 90 und der Buchse 86 gebildet. Innerhalb des Körpers 44 des Gehäuses 10 zwischen der Kammer 102 und

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der Aunlaßöffnung I^ eine Leitung 104 vorgesehen, um den Ein- oder Austritt des Strömungsmittels in die Kammer in Abhängigkeit von der senkrechten Bewegung des Ventilkörpers 88 und in entsprechender Weise ein öffnen und Schließen des Ventils 11. am Plansch 92 zu ermöglichen. Das Ventil 13 zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit ist als Nadelventil 106 mit einem Sitz 108 in dem Körper HH in einer Gewindebohrung veranschaulicht. Dieses Ventil dient der Beschränkung der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittel aus der Kammer 102. bei nach oben gerichteter Bewegung des Kopfes 90 des Ventilkörpers 88. Der Schaft des Nadelventiles 106 ist mit einer Ringnut zur Aufnahme einer Ringdichtung 112 ausgerüstet. · ·

Die Verstellung des Nadelventiles 106 zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit aus der Kammer 102 bedingt eine entsprechende Verstellung der Öffnungsgeschwindigkeit des Strömungsquerschnittes der Strömungssteuerungsöffnu'ng im Bereich des
Ventilflansches 92. Wenn der Strömungsmitteldruck' plötzlich,
in der Leitung 58 und 100 und damit in der Kammer 98 erzeugt _; wird, kann sich der Ventilkörper 88, der den Ventilflansch 92 trägt, mit einer Geschwindigkeit nach oben bewegen, .die noch
größer ist als die zulässige Verschiebung des Strömungsmittels aus der Kammer -102 hinter dem Nadelventil 106. ·

Nach erfolgter Einstellung wird das Nadelventil 106 in der eingestellten Lage durch eine Kontermutter 110 festgestellt. Das Zusammenwirken der vorstehend beschriebenen Einzelteile wird
im folgenden in Verbindung mit Pig. I beschrieben. Das Ventil ist so eingestellt, daß eine direkte Strömung des Strömungsmittels unter Druck in die Einlaßöffnung 12...erfolgt.. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt noch keine Strömung des Strömungsmittels in das Gehäuse 10, und der Ventil körper 62 des. Ventil e-s 15 steht
unter Spannung der Feder 76, so daß der„Ventilflansch 72 die
Rückführöffnung 16 verschließt. Der Ventilkörper 88 ist. in seine untere Stellung durch die Feder 9.4 vorgespannt.

¥enn Strömungsmittel unter Druck in den Einlaß·12 eintritt, wird dieser Druck durch die Leitung 68 und 100 in die Kammern 66 und 98 übertragen, so daß die Ventilkörper 62 und 88 nach oben gedrückt werden. Die Geschwindigkeit der öffnung des den Flansch 62 öffnenden Ventiles 11 wird wunschgemäß durch Regulierung der Austrittsgeschwindigkeit des Strömungsmittels aus der Kammer 102 hinter dem Nadelventil 106 gesteuert. Die Öffnungsgeschwindigkeit oder die Öffnungszeit des Steuerventiles ist durch Einstellung des Nadelventiles 106 festgelegt, wobei das richtige Verhältnis zwischen dem · Strömungsmitteldruck und der Art und den Erfordernissen des Motors 40 eingehalten wird, um einen unerwünschten Stoß zu verhindern, der das ganze System des Antriebes 40 belasten würde.

Während sich das Steuerventil öffnet, bewegt sich der Ventilkörper des Ausgleichsventiles nach oben, um den Strömungsquerschnitt im Bereich des Ventilflansches 72 soweit zu öffnen, wie es durch Anlage zwischen Kopf 70 und Verschluß 60 möglich ist. In dieser Einstellung strömt das Strömungsmittel durch die Auslaßöffnung 14 zu den Tank 22, wobei aber der in der Kammer 98 vorhandene Druck bestehen bleibt, um den Ventilkörper 88 und damit den Flansch 72 in die vollständige Offenstellung vorzuspannen, wie es durch die Einstellung der Anschlagschraube 82 festgelegt ist.

Wenn das Ventil 11 mit seiner Öffnungsbewegung fortfährt, wird unter Druck stehendes Strömungsmittel allmählich zu dem Antrieb 40 geleitet. Dieses unter Druck stehende Strömungsmittel wird ebenfalls allmählich durch die Leitung 78 in die Ausgleichskammer 74 geleitet und beginnt dort den Ausgleichskopf 70 nach unten zu drücken und dadurch den Ventilkörper 62 und den Flansch 72 zur Unterbrechung der Strömung durch die Auslaßöffnung vorzuspannen. Wenn die; Strömung durch die Aualaßöffnung 60 abnimmt, steigt der Druck, in den Ringnuten 50 und 56 entsprechend dem Druckanstieg in den Kammern 66 und 98 an.

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Der Druck in der Kammer 98 hält den Ventilkörper 88 mit dem Plansch 92 ganz geöffnet, wie es durch die Stellung der Anschlagschraube 82 eingestellt ist.

Der Druck in der Ausgleichskammer 66 und die entsprechende, nach oben gerichtete Kraft befindet sich im Gleichgewicht mit der nach unten gerichteten Kraft, der Feder 76 und dem nach unten gerichteten Druck des-Steuerventils, der durch die Leitung 78 in die Ausgleichskammer 74 übertragen wird. In diesem Zustand ist der Ausgleichsventilkörper so eingestellt, daß Strömungsmittel hinter dem Steuerflansch 72 vorbei und durch die Auslaßöffnung 16.strömen kann. Dieses Strömungsmittel bewirkt einen Druckanstieg, wenn es erforderlich ist, um das vorstehend beschriebene Gleichgewicht aufrecht zu erhalten.

Der vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 gegebenen Beschreibung ist zu entnehmen, daß der wirksame Druckunterschied an dem Steuerflansch 92 des Ventiles 11 eine direkte Funktion der durch die Feder 76 des Ventiles 15 ausgeübten Kran;? Dem entsprechend sind Größe, Federgeschwindigkeit und Vorspannung der Feder sämtlich Faktoren, die für einen bestimmten Druckunterschied an dem Steuerflansch 92 des Steuerventiles auszuwählen sind. Wenn das Ventilsystem in der beschriebenen V/eise ausgebildet ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit durch Einstellung des Anschlages 82 ausgewählt, wobei der Druckunterschied in dem Steuerventil durch das Ausgleichsventil 15 konstant gehalten wird. Bei einem konstanten Strömungsquerschnitt in dem Ventil 11 und einem konstanten· Druckunterschied in diesem Ventil 11 wird die Strömungsmittelgeschwindigkeit durch das Ventilsystem sogar dann konstant gehalten, wenn an der Einlaßöffnung 12 und/oder an der Auslaßöffnung 14 Druckschwankungen auftreten. -·.""-.

Die in Fig. 2 dargestellte andere Ausführungsform entspricht grundsätzlich derjenigen in Fig. 1,. wobei jedoch anstelle von drei öffnungen in dem Gehäuse 10 lediglich zwei öffnungen aus-.

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gebildet sind. Beim Betrachten der Fig. 2 wird deutlich, daft die Rückführleitung; 16 fehlt. Weiterhin ist erkennbar, daß der Ventilkörper 62 des Ausgleichsventils 15 abgewandelt und eine Veränderung hinsichtlich der Strömungsverbindung der Leitung 58 vorgenommen wurde. Die einzelnen Elemente des in Fig. 2 dargestellten Ventiles, die denjenigen der Fig.''l entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform in Fig. 1 versehen. Abwandlungen im Aufbau und in der Funktion sind durch Bezugszeichen mit einem Strich gekennzeichnet.

Der Körper 44' des Gehäuses 10' weist keine Rückführöffnung 16 von der oberen Ringnut 48' zum Tank auf. Die Leitung 58· verläuft zwischen der oberen Ringnut 48' der Ausgleichsbohrung 46' und der Ringnut 56' der Bohrung 52'.

Der Ventilkörper 62* des Ausgleichsventiles 15' ist mit einem unteren Ventilkopf 6*1' versehen, der eine untere Druckkammer 66 innerhalb der Ausgleichsbohrung 46' bildet. Der Flansch 72' des Ausgleichsventiles ist an der unteren Peripherie des unteren Kopfes 64' ausgebildet. Dieser Kopf 64^f bildet, wenn er in die Nähe des Randes der Ringnut 50' in der Bohrung 46' bewegt wird, ein Drosselventil mit verstellbarem Strömungsmittelquerschnitt, um den Eintritt des Strömungsmittels in das Gehäuse 10» zu beeinflussen. Wenn der Ventilflansch 72* nach oben in Richtung auf die Schließstellung bewegt wird, wird zusätzlich aus der Pumpe 18 in das Gehäuse 10' eintretende Strömungsmittel durch das Rückschlagventil 30 zum Tank 22 zurückgeleitet.

Eine Leitung 68', die aus einer radialen Bohrung und einer sich mit dieser schneidenden axialen Bohrung in dem Ventilkörper 62 besteht, bildet eine Strönungsmittelverbindung zwischen der. Kanrnor 66 und der Rinr.nut 48' stromabwärts von dem Ventilflansch 72'. Es sei bemerkt, daß bei dieser Konstruktion

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der Strömungsmitteldruck innerhalb des .Gehäuses 44' zwischen dem Ventilflansch 72' und dem Steuerventil 92 grundsätzlich gleich ist, einschließlich der Drücke in den unteren Kammern

έβ und 98. ' -..'_■

Im P-etrieb wird das Ausgleichsventil am Plansch 72' nahezu aber nicht vollständig geschlossen, wenn Strömungsmittel unter Druck von der Einlaßöffnung 12 in Abhängigkeit von dem Strömungsmitteldruck in der Leitung 68' in die Kammer^66 gelangt. Der entsprechende Druck in der Kammer 98 bewirkt, daß das Steuerventil mit dem Plansch 92 mit seiner vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen öffnungsbewe'gung beginnt.■ V/enn dieses Steuerventil vollständig geöffnet ist und an der Anschlagschraube 82 anliegt, erzeugt das Druckausgleichsventil Gleichgewichtsbedingungen, wobei die Steuerung des Druckunterschiedes in dem Steuerventil an dem Steuerflansch 92 so stattfindet, wie es In Verbindung mit Pig. I beschrieben ist.

Es ist erkennbar, daß der grundlegende Unterschied im Betrieb zwischen den Ventilen nach Fig. 1 und 2 darin besteht, daß zusätzliches Strömungsmittel von der Pumpe 18 im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 durch die Auslaßöffnung 14 zum Tank zurück gelangt. Im Falle der Fig. 2 gelangt dieses zusätzliche Strömungsmittel über das Rückschlagventil 30 zum Tank 22 zurück. ' ■ _N

Wenn es bei einigen Anwendungsformen wünschenswert sein sollte, daß der Ventilkörper 88 des Ventiles 11 schnell in seine Schließstellung zurückkehrt, wenn das Ventil 26 im Bereich der Einlaßöffnung 12 geschlossen wird, kann ein vorgespanntes Rückschlagventil (nicht gezeigt) parallel zu dem Nadelventil 106 und dem Sitz IO8 vorgesehen sein, um einen ungehinderten Strörnungsmittelrücklauf zur Kammer, 102 zu erlauben, ohne daß die Geschwindigkeit der Bewegung des Nadelventiles IO6 ge-"-.stort wird. .

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Ob die. Ausführungsform nit drei oder mit zwei Öffnungen in der Praxis zur Anwendung kommt, kann der Fächmann ohne Schwierigkeiten entscheiden.

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Claims

- l4 - <

Patentansprüche: -

/ 1·) Hydraulisches Ventil, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: ' -

a) einen ein Gehäuse (10) bildenden Körper (44) mit Strömungsmittel-Einlaßöffnung (12) und Strömungsmittel-Auslaßöffnung (14); ■ .

b) ein in dem Körper(44) angeordnetes Steuerventil (11) zur öffnung in Abhängigkeit von dem auf die Einlaßöffnung (12) übertragenen Strömungsmitteldruck;

c) ein Steuerventil (13) in dem Körper (44) zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit des Steuerventils (11); und

d).ein Druckausgleichsventil (15) in dem Körper (44), das ■ mit den Ventilen (11) und (13) zusammenarbeitet, um einen im wesentlichen konstanten Druckunterschied an dem Steuerventil aufzubauen und aufrechtzuerhalten.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) eine verstellbare Durchströmöffnung und einen einstellbaren Anschlag (82) zur Begrenzung des maximalen Strömungsquerschnittes der genannten öffnung.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) zur Beeinflussung der. Öffnungsgeschwindigkeit mit einer Kammer (102) in dem Körper (44) des Ventilgehäuses zusammenarbeitet, deren Volumen als Funktion der öffnung des Steuerventiles (11) abnimmt, wobei eine einstellbare Einrichtung (108) zur Beschränkung der Strömung des Strömungsmittels aus der Kammer.(102) vorgesehen ist. .
4. Ventil nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit mit einem' Rückschlagventil zusammenarbeitet,das mit der Einrichtung (108) zur Beeinflussung der aus der Kammer (102) austretenden *

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Strömungsmittelmenge zusammenarbeitet, um einen im wesentlichen unbeschränkten Eintritt des Strömungsmittel in die Kammer (102) zu erlauben.
5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) zur öffnung in Abhängigkeit von dem St rö-

mungsmitteldruck an der Einlaßöffnung (12) mit einer Kammer (98) in dem Körper (HH) zusammenarbeitet, deren Volumen sich bei Erhöhung des Druckes am Einlaß vergrößert und dadurch eine öffnung des Steuerventiles (11) bewirkt.
6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil (15) eine Vorspannkammer (66) aufweist, deren Volumen sich bei Erhöhung des Drucks am Einlaß vergrößert und dadurch eine Verminderung der Strömungsmittelströmung durch dieses Ventil (15) zu dem Steuerventil (11) bewirkt, daß dieses Druckausgleichsventil (15) eine Ausgleichskammer (7*0 aufweist, deren Volumen sich bei Druckerhöhung am Auslaß (IH) vergrößert und dadurch der Ausdehnung der Vorspannkammer (66) und der entsprechenden Verminderung der Strömung entgegenwirkt und daß eine Feder (76) vorgesehen ist, die mit dem Strömungsmitteldruck in der Ausgleichskammer (7*0 zusammenarbeitet, um das Druckausgleichsventil in einer Stellung zu halten, in der ein ausreichender Druckunterschied an dem Steuerventil (11) aufrechterhalten wird.
7. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verminderung der Strömung durch ein verstellbares Nadelventil (106, 108) gebildet ist.
8. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil einen Ventilkörper (88) aufweist, der in Öffnungsrichtung in Abhängigkeit von der Druckzunahme in der Kammer (98) und durch eine Feder (9H) in Schließrichtung bewegbar ist.

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9. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil (15) einen Ventilkörper (62) aufweist, der in eine Richtung zur Verminderung der Strömungsmittel-^ strömung durch das Ventil in Abhängigkeit von der Druekzunahme in der Vorspannkammer (66) und in die entgegengesetzte 'Richtung bewegbar., ist, um die Strömungsmittelströmung durch das Ventil durch Unterstützung der Feder (76) in Abhängigkeit von der Druckzunahme in der Ausgleichskammer (7¹I)' zu erhöhen. . < '
10. Ventil nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag (82) der Begrenzung der.Bewegung des Ventilkörpers (88) dient, um dadurch den Strömungsmittelquerschnitt des Steuerventils (11) zu begrenzen.
11. Einrichtung zur Steuerung einer Strömungsmittelströmung mit einem Einlaß und einem Auslaß, gekennzeichnet durch:

a) eine veränderbare öffnung (92) zur Regulierung der Strömungsmittelströmung zu dem Auslaß (1*1);

b) eine Einrichtung zur Verstellung der Größe der öffnung (92); ■"■-'.-'

c) eine. Druckausgleichseinrichtung,die in Abhängigkeit von der Druckunterschied zwischen dem Einlaß (12) und dem Auslaß X-Ik) arbeitet, um die Strömungsmittelströmung von dem Einlaß zu der öffnung (92) zu regulieren und eine vorherbestimmte Druckdifferenz an dieser Öffnung (92) aufrechtzuerhalten;

d) eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Öffnungsgeschwindigkeit der öffnung (92).

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12. Einrichtung zur Steuerung einer Strömungsmittelströmung, gekennzeichnet durch , ■

- a) einen Einlaß (12) zur Aufnahme des Strömungsmittels von einer Strömungsmittelquelle (18);

b) einen Auslaß (14) zur Abgabe des Strömungsmittels unter Druck zur Betätigung eines Antriebes (40);

c) eine veränderbare Öffnung (92) zur Regulierung der Strömungsmittelströmung zu dem Auslaß (14);

d) eine Druckausgleichseinrichtung zwischen dem Einlaß und der veränderbaren Öffnung (92), die in Abhängigkeit von der Abweichung von einem vorherbestimmten Druckabfall an der Öffnung(92) arbeitet, um die Strömung des Strömungsmittels zu dieser Öffnung zu steuern;

e).eine Vorspanneinrichtung (94), um die Öffnung (92) in Schließstellung vorzuspannen;

f) eine druckabhängige Einrichtung zur Öffnung der Öffnung (92); '

g) eine Einstellöffnung zur wahlweisen Veränderung der maximalen Größe der Öffnung (92);

h) eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Öffnungsgeschwindigkeit der Öffnung (92), um Druckstöße an dem Antrieb (40) zu verhindern, wenn sich die Öffnung (92) öffnet.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch

a) eine druckbetätigte Einrichtung, die der druckabhängigen Einrichtung entgegenwirkt, um der Öffnungsbewegung der Öffnung (92) entgegenzuwirken.

b) eine Leitung (104)_;die druckbetätigte Einrichtung mit dem Auslaß (14) verbindet;

c) eine Einschnürung (108) in der Leitung (104) zur Begrenzung der Strömungsmittelströmung von der druckbetätigten Einrichtung zu dem Auslaß (14).

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14. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:

a) eine mit der Steuereinrichtung (11) zusammenarbeitende Kammer (102)_Tderen Volumen sich bei der öffnungsbewegung der öffnung (92) verringert; ^N

b) eine Leitung (.104), die die Kammer (102) mit. dem Auslaß (111) verbindet;

c) eine veränderbare Einschnürung. (108) in der Leitung (104) zur Begrenzung der Strömungsmittelströmung von der Kammer (102) zu dem Auslaß (14)*um die öffnungsgeschwindigkeit der Leitung wahlweise zu steuern.
15. Hydraulisches System zur Erzeugung einer im wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit und einer gesteuerten Anfangsströmung zur Verhinderung hydraulischer Stoßbelastungen, gekennzeichnet durch:

a) einen Körper (44) eines Ventilgehäuses (10), zur Festlegung einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung (12 bzw. 14);

■ta) einer Pumpe (l8),die mit der Einlaßöffnung (12) verbunden ist;

c) einem Antrieb (40), der mit der Auslaßöffnung (14) verbunden ist;

d) ein Steuerventil (11) in dem Körper (44),das in Abhängigkeit von dem Strömungsmitteldruck an der Einlaßöffnung (12) öffnet;

e) ein Steuerventil (13) in dem Körper (44) zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit des Steuerventils ClI);

f) ein Druckausgleichsventil (15) in dem'Körper, das mit den beiden Steuerventilen (11 und 13) -zusammenarbeitet, um einen im wesentlichen konstanten Druckunterschied an dem Steuerventil (11) aufrechtzuerhalten.

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16". Hydraulisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) eine veränderbare Strömungsöff- . * nung (92) und einen einstellbaren Anschlag (82) aufweist, um den maximalen Strömungsquerschnitt der Öffnung (92) festzulegen. . -
17. Hydraulisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit mit einer Kammer (102) in dem Körper (44) zusammenarbeitet, deren Volumen sich als Punktion der Öffnungsbewegung des Steuerventiles (11) verringert, wobei eine verstellbare Einrichtung zur Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit aus der Kammer (102) vorgesehen ist.
18. Hydraulisches System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit mit einem Rückschlagventil zusammenarbeitet, das so geschaltet ist, daß eine im wesentlichen ungehinderte Strömungsnittelströmung zu der Kammer (102) möglich ist.
19. Hydraulisches System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich- · net, daß das Steuerventil (11) eine öffnungskammer (98) in dem Körner (44) aufweist, deren Volumen sich bei Erhöhung des Strömungsmitteldruckes am Einlaß vergrößert, und dadurch eine entsprechende Öffnung des Steuerventiles (11) bedingt.
20. Hydraulisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil (15) eine Vorspannkammer (66) aufweist, deren Volumen sich bei Erhöhung des Strömungsmitteldruckes am Einlaß (12) vergrößert und dadurch eine entsprechende Verminderung der Strömungsmittelströmung durch dieses Druckausgleichsventil (15) zu dem Steuerventil (11) ber dingt, daß eine Ausgleichskammer (7⁴O vorgesehen ist, deren Volumen sich bei Erhöhung des Strömungsmitteldrucks am Aus-

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laß (I¹O vergrößert und dadurch der Vergrößerung der Vorspannkammer (66) und der entsprechenden Verminderung der Gtrömungsmittelströmung entgegenwirkt, und daß eine Feder (76) mit dem Strömungsmitteldruck in der Ausgleichskammer (7'0 zusammenarbeitet, um das Druckausgleichsventil in der Stellung zu "halten, in der ein entsprechender Druckunterschied an dem Steuerventil (11) eingestellt ist.
21. Hydraulisches System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung durch ein Nadelventil (IO6, 108) gebildet wird. . .
22. Hydraulisches System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) einen Ventilkörper (88) aufweist, der in eine Richtung zur öffnung des Steuerventile^ in Abhängigkeit von der Druckzunahme in der öffnungskammer und in die andere Richtung durch eine Feder (9*0 zum Schließen des Steuerventiles bewegbar ist.
23. Hydraulisches System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil (15) einen VentilkÖrper (62) aufweist, der in eine Richtung zur Verminderung der Strömungsmittelströmüng zu dem Steuerventil (11) in Abhängigkeit von der Zunahme des Druckes in der Vorspannkammer (.66) und in eine andere Richtung bewegbar ist, wenn die Strömung zu dem Steuerventil mit Unterstützung der Ausgleichseinrichtung zunimmt, die in Abhängigkeit von der Druckzunahme in der Ausgleichskammer (7*0 arbeitet.
24. Hydraulisches System nach Anspruch 22, 'dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Anschlag (22) auf den Ventilkörper (88) einwirkt, um dadurch den Strömungsquerschnitt des Steuerventiles (11) zu begrenzen.

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