DE2318962A1

DE2318962A1 - Ventilkombination fuer hydraulikanlagen

Info

Publication number: DE2318962A1
Application number: DE2318962A
Authority: DE
Inventors: Ivar Rasmussen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1973-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1974-10-31
Also published as: IT1009454B; US3926210A; DE2318962B2; JPS5030117A; BE813070A; FR2225682A1; GB1468872A; JPS551441B2; DE2318962C3; DD111602A5; NL7404918A

Description

Ventilkombination für Hydraulikanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilkombination für Hydraulikanlagen, die zwischen zwei Räume unterschiedlichen Drucks geschaltet ist und öffnet, wenn der Druck im ersten Raum den Druck im zweiten Raum um einen vorgegebenen Wert überschreitet (Überdruckentlastung) oder um einen kleineren Wert unterschreitet (Nachfüllung), mit einem federbelasteten Ventilkörper, der durch Axialverschiebung eine Verbindung zwischen den beiden Räumen herstellt.

Derartige Ventilkombinationen werden beispielsweise zwischen jede der beiden Anschlußleitungen eines Hydraulikmotors und eine zum Tank führende Rücklaufleitung geschaltet. Das zur Rücklaufleitung hin öffnende Überdruckventil spricht an, wenn der Druck in der Anschlußleitung einen vorgegebenen Sicherheitswert überschreitet. Das antiparallel geschaltete, zum Motor hin öffnende Nachfüllventil spricht an, wenn der Druck in der Anschlußleitung den Druck in der Rücklaufleitung um einen verhältnismäßig kleinen Wert unterschreitet.

Es ist bekannt, das Überdruckventil und das Nachfüllventil dadurch zu kombinieren, daß der Ventilkörper des einen Ventils den Ventilsitz des anderen Ventils bildet. Hierbei kann entweder der Ventilkörper des Überdruckventils den Sitz für das Nachfüllventil bilden (DT-AS 1 650 352). Oder der Ventilkörper des Nachfüllventils dient als Sitz für das Überdruckventil (DT-OS 1 935 097). In beiden Fällen ist der Durchtrittsquerschnitt für das eine Ventil kleiner als der Durchtrittsquerschnitt für das

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andere Ventil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilkombination der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der der Durchtrittsquerschnitt beider Ventile trotz ihrer Vereinigung annähernd gleich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilkörper vier Druckflächen aufweist, die je vom Druck in einer angrenzenden Druckkammer beaufschlagt werden, wobei die zweite Druckfläche in dieselbe Richtung wie die erste Druckfläche und die dritte und vierte Druckfläche in die entgegengesetzte Richtung weisen und wobei die erste Druckkammer mit dem ersten Raum, die zweite Druckkammer mit dem zweiten Raum, die dritte Druckkammer über eine Drossel mit dem ersten Raum und über ein federbelastetes Hilfsventil mit dem zweiten Raum sowie die vierte Druckkammer über eine Drossel mit dem ersten Raum und über ein Rückschlagventil mit dem zweiten Raum verbunden sind. *

Bei dieser Konstruktion bewegt sich der Ventilkörper sowohl bei Überdruck als auch bei Unterdruck in derselben Richtung. Für die Überdruckentlastung und für die Nachfüllung steht daher derselbe Ventilquer schnitt zur Verfügung. Außerdem läßt sich durch die Verwendung des Hilfsventils der Überdruck besser als bisher abbauen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel- sind das Hilfsventil und/oder das Rückschlagventil im Ventilkörper angeordnet. Da beide Ventile nur. klein ausgeführt zu sein brauchen, ist'für sie im Ventilkörper ausreichend Platz.

Sodann ist es günstig, wenn die erste und zweite Druckkammer unmittelbar durch den ersten und zweiten Raum gebildet und die erste und zweite Druckfläche durch die Anlage des Ventilkörpers an seinem Ventilsitz getrennt.sind. Dies ergibt eine gedrungene einfache Konstruktion.

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Des weiteren bietet es Vorteile, wenn die Drosseln durch das Spiel zwischen dem Ventilkörper und seiner Bohrung gebildet sind. Bei dieser Konstruktion wird das ohnehin vorhandene Lecköl ausgenutzt, um das Ventil zu steuern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 ein Schaltbild einer Hydraulikanlage, in der die erfindungsgemäße Ventilkombination verwendet ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei der Hydraulikanalge in Fig. 1 fördert eine Pumpe 1 aus einem Tank 2 Drucköl zu einem Steuergerät 3, das mit Hilfe eines Lenkhandrades 4 verstellbar ist. Vom Steuergerät 4 führt eine Rückleitung 5 zum Tank 2. Zwei Anschlußleitungen 6 und verbinden das Steuergerät 3 mit einem Hydraulikmotor 8. Jeweils die eine Leitung dient als Zuflußleitung und die andere Leitung als Abflußleitung. Zwischen die beiden Anschlußleitungen ist über Verbindungsleitungen 9 und 10 eine Ventilkombination 11 gemäß der Erfindung gelegt. Diese übt die Funktion zweier Überdruckventile 12 und 13 sowie zweier Nachfüllventile 14 und aus. Das Überdruckventil 12 und das Nachfüllventil 14 sind in Antiparallelschaltung zwischen die Verbindungsleitung 9 und eine Rückleitung 16 geschaltet. Das Überdruckventil 13 und das Nachfüllventil 15 sind in Antiparallelschaltung zwischen die Verbindungsleitung 10 und die Rückleitung 16 geschaltet. Bei einem Überdruck in der Anschlußleitung 6 strömt Druckmittel über das Ventil 12 zum Tank. Bei einem Unterdruck in der Anschlußleitung 6 kann Druckmittel aus der Rückleitung 16 über das Ventil 14 zutreten. Selbstverständlich ist auch ein Druckausgleich beispielsweise Über das Überdruckventil 12 und das

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Nachfüllventil 15 von der einen zur anderen Seite des Motors 8 möglich.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist in einem Ventilgehäuse 17 eine Bohrung 18 vorgesehen, die mit einem Anschluß 19 für Verbindungsleitung 9, einem Anschluß 20 für die Verbindungsleitung 10 und einem Anschluß 21 für die Rückleitung 16 versehen ist. In die Bohrung 18 sind drei Einsätze 22, 23 und 24 eingefügt. Der Einsatz 22 ist im Preßsitz gehalten. Die Einsätze 23 und 24 werden durch eine Schraube 25 gegen eine Schulter 26 gedrückt. Ferner sind zwei Ventilkörper 27 und 28 vorgesehen. Da die wesentlichen Teile der Anordnung zu beiden Seiten des Anschlusses 21 praktisch gleich ausgeführt sind, wird nachstehend nur die linke Seite beschrieben.

Der Ventilkörper 27 wird durch eine verhältnismäßig schwache Feder 29 gegen einen am Einsatz 23 ausgebildeten Ventilsitz 30 gedruckt. Dieser teilt die Stirnfläche des Ventilkörpers 27 in eine äußere erste Druckfläche 31 und in eine innere zweite Druckfläche 32, welche in dieselbe Richtung weisen. Ferner ist eine dritte Druckfläche 33 und eine vierte Druckfläche 34 vorgesehen, welche in die andere Richtung weisen. Beim Öffnen des Ventils wird ein erster Raum 35 mit einem zweiten Raum 36 verbunden.

Die erste Druckfläche 31 ist Teil einer ersten Druckkammer 37» die mit dem ersten Raum 35 identisch ist und durch einen Ringraum gebildet wird, in welchen der Anschluß 19 mündet. Die zweite Druckfläche 32 ist Teil einer zweiten Druckkammer 38, die mit dem zweiten Raum 36 identisch ist und durch den Innenraum des Einsatzes 23 gebildet wird, welcher mit dem Anschluß 21 in Verbindung steht.

Die dritte Druckfläche 33 ist Teil einer dritten Druckkammer 39, die über eine Drossel 40 mit dem ersten Raum 35 und über ein federbelastetes Hilfsventil 41 mit dem zweiten Raum 36 verbunden ist. Das Hilfsventil weist einen Sitz 42 im Inneren

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des Ventilkörpers 27 mit einem Verbindungskanal 43, ein Verschlußstück 44 und eine Feder 45 auf, deren Vorspannung durch eine durchbohrte Schraube 46 einstellbar ist. Das Verschlußstück 44 und die Feder 45 befinden sich in einem Hohlraum 48 des Ventilkörpers 27.

Die vierte Druckfläche 34 ist Teil einer vierten Druckkammer 49, die über eine Drossel 50 mit dem ersten Raum 35 und über ein Rückschlagventil 51 mit dem Hohlraum 48 und daher mit dem zweiten Raum 36 verbunden ist. Das Rückschlagventil 51 öffnet ebenfalls zum zweiten Raum hin. Es besitzt einen Ventilsitz 52, eine Ventilkugel 53 und einen Stift 54, der ein Herausfallen der Kugel aus der Bohrung ^ verhindert. Die Drossel 50 ist mit der Drossel 40 in Reihe geschaltet. Sie kann aber auch, wie es rechts in Fig. 2 gezeigt ist, parallel zu ihr liegen.

Hierbei ergibt sich die folgende Betriebsweise:

1. Im Normalbetrieb herrscht in der vierten Druckkammer 49 derselbe Druck wie in der zweiten Druckkammer 38, da ein kleiner Leckölstrom über die Drosseln 40 und 50 vom ersten Raum 35 über die vierte Druckkammer 49 und das Rückschlagventil 51 fließt. Da das Hilfsventil 41 geschlossen ist, herrscht in der dritten Druckkammer 39 derselbe Druck wie in der ersten Druckkammer 37. Daher überwiegt der auf die dritte Druckfläche 33 ausgeübte Druck in Verbindung mit dem Druck der Feder 29; das Ventil wird geschlossen gehalten.

2. Wenn der Druck im Raum 35 einen vorgegebenen Sicherheitsgrenzwert überschreitet, pflanzt sich dieser Druck in die dritte Druckkammer 39 fort. Wenn die Kraft der Feder 45 überschritten ist, öffnet das Hilfsventil 41. Alsdann entsteht an der Drossel 40 ein Druckabfall, der zu einem Absinken des Drucks in der dritten Druckkammer 39 führt. Nun überwiegt die Kraft, die durch den Druck in der ersten Druckkammer 37 auf die erste Druckfläche 31 ausgeübt wird, alle" in der entgegengesetzten Richtung wirkenden Kräfte und

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der Ventilkörper 27 verschiebt siel·! nach links. Nunmehr kann Druckmittel unmittelbar vom ersten Raum 35 in den zweiten Raum 36 abströmen und der Überdruck baut sich ab.

Hierbei stellt sich der Ventilkörper 27 automatisch in eine Lage ein, in der ein Kräftegleichgewicht herrscht. Wenn der Druck in der dritten Druckkammer 39 annähernd konstant gehalten wird, ist auch der Druck in dem ersten Raum 35 annähernd konstant. Diese Bedingung wird aber in der Praxis erfüllt, weil das Hilfsventil 41 bei entsprechend angepaßter Feder 45 in Verbindung mit der erwähnten Gleichgewichtsstellung des Ventilkörpers 27 für einen annähernd konstanten Druck in der dritten Druckkammer 39 sorgt.

3. Bei einem Unterdruck im ersten Raum 35 schließt das Rückschlagventil 51. In der vierten Druckkammer 49 herrscht daher der im ersten Raum 35 wirksame Druck. In diesem Fall überwiegt der auf die zweite Druckfläche 32 wirkende Druck in der zweiten Druckkammer 38. Das Ventil öffnet. Für das nachzusaugende Druckmittel steht derselbe Querschnitt zur Verfügung wie bei der Überdruckentlastung.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 hat den gleichen Aufbau wie dasjenige der Fig. 2. Unterschiedlich ist lediglich, daß ein anderer Einsatz 122 verwendet wird, der keine Drosselstellen und 50 aufweist. Diese Drosselstellen werden vielmehr durch das übliche Spiel 140 und 150 zwischen dem Ventilkörper 127 und der Bohrung des Einsatzes 122 gebildet.

Das Rückschlagventil 51 kann auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, beispielsweise in einem die Druckkammer 49 mit der Druckkammer 37 direkt verbindenden Kanal, der durch den Einsatz 22 oder 24 bzw. das Gehäuse 17 verläuft.

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Claims

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Patentansprüche

y Ventilkombination für Hydraulikanlagen, die zwischen zwei Räume unterschiedlichen Drucks geschaltet ist und öffnet, wenn der Druck im ersten Raum den Druck im zweiten Raum um einen vorgegebenen Wert überschreitet (Überdruckentlastung) oder um einen kleineren Wert unterschreitet (Nachfüllung), mit einem federbelasteten Ventilkörper, der durch Axialverschiebung eine Verbindung zwischen den beiden Räumen herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (27; 127) vier Druckflächen (31 - 34) aufweist, die je vom Druck in einer angrenzenden Druckkammer beaufschlagt werden, wobei die zweite Druckfläche (32) in dieselbe Richtung wie die erste Druckfläche (31) und die dritte und vierte Druckfläche (33, 34) in die entgegengesetzte Richtung weisen und wobei die erste Druckkammer (37) mit dem ersten Raum (35), die zweite Druckkammer (38) mit dem zweiten Raum (36), die dritte Druckkammer (39) über eine Drossel (40; 140) mit dem ersten Raum (35) und über ein federbelastetes Hilfsventil (41) mit dem zweiten Raum (36) sowie die vierte Druckkammer (49) über eine Drossel (50; 150) mit dem ersten Raum und über ein Rückschlagventil (51) mit dem zweiten Raum verbunden sind.
2. Ventilkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (41) und/oder das Rückschlagventil (51) im Ventilkörper (27) angeordnet sind.
3. Ventilkombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Druckkammer (37, 38) unmittelbar durch den ersten und zweiten Raum (35,36) gebildet und die erste und zweite Druckfläche (31, 32) durch die Anlage des Ventilkörpers (27) an seinem Ventilsitz (30) getrennt sind.

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4. Ventilkombinationnach einem der Ansprüche 1 - 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (140, 150) durch das Spiel zwischen dem Ventilkörper (127) und seiner Bohrung gebildet sind.

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