DE2413273B2 - Druckminderventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckminderventil mit einem von einem Vorsteuerventil betätigbaren Hauptventil, dessen Steuerglied mit einer Steuerkante die Verbindung zwischen einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Anschluß steuert und das vom Druck im Niederdruck-Anschluß in Richtung einer die Verbindung unterbrechenden Sperrstellung beaufschlagt wird, während es vom Druck in einem mit dem Vorsteuerventil verbundenen Steuerraum und der Kraft einer Feder in Richtung einer die Verbindung öffnenden Ruhestellung beaufschlagt wird und bei dem der Steuerraum mit dem Niederdruck-Anschluß über eine Drossel verbunden ist.

Bei einem bekannten, vorgesteuerten Druckminder

ventil dieser Art treten bei bestimmten Anwendungsfällen gewisse Nachteile auf, wenn nämlich an der geregelten Niederdruckseite große, weiche Volumen hängen, die bei Druckänderungen relativ große Kfimpressionsvolumen erfordern. So wird bei einem sprunghaften Senken des Sollwerts der Druck aul der Niederdruckseite nur sehr langsam folgen, weil das Kompressionsvolumen der Niederdruckseite bei geschlossenem Hauptventil nur über den Steuerölstrom des Vorsteuerventils abgebaut werden kann. Da ferner das Hauptventil des Druckminderventils in seiner Sperrstellung eine positive Oberdeckung aufweist, treten auf der Niederdruckseite Druckschwingungen auf, die nach Frequenz und Amplitude beträchtlich sein können; derartige Schwingungen in Grenzbereichen stören in den meisten Anwendungsfällen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckminderventil der genannten Bauart unter Vermeidung der erwähnten Nachteile möglichst einfach so auszubilden, daß sein Regelverhalten verbessert wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Steuerglied eine zweite, eine parallel zur Drossel vom Niederdruck-Anschluß zum Steuerraum geführte, zweite Verbindung beeinflussende Steuerkante aufweist

Auf diese Weise wird erreicht, daß über die zweite Steuerkante in der zweiten Verbindung überschüssiges Druckmittel von der Niederdruckseite in den Steuerraum gelangen kann, wobei die übliche Drossel umgangen wird. Dies bewirkt, daß zu hoher Druck auf der Niederdruckseite wesentlich schneller abgebaut wird,; dabei steigt andererseits der Druck im Steuerraum schneller als bisher, wodurch das Steuerglied nicht mehr gegen seinen mechanischen Anschlag und damit nicht mehr so weit in die Überdeckung fährt Ferner erhöht sich auch die Geschwindigkeit, mit der das Steuerglied aus seiner Überdeckung herausfährt weil über die zweite Steuerkante wesentlich mehr Druckmittel in d?n Steuerraum gelangt Insgesamt wird damit das Regelverhalten des Druckminderventils wesentlich verbessert.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.

Ein Ausfuhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben, deren einzige Figur ein Druckminderventil 10 zeigt. Das Druckminderventil 10 hat ein patronenförmiges Hauptventil 11, das in ein Gehäuse 12 mit Hochdruck-Anschluß 13 und Niederdruck-Anschluß 14 eingesetzt ist sowie ein Vorsteuerventil 15. Ein hohl ausgebildetes Steuerglied 16 ist in einer Hülse 17 gleitend geführt, die von einem Deckel 18 fest im Gehäuse 12 gehalten wird. Ein Sprengring 19 in der Hülse 17 sowie ein Absatz 21 am Deckel 18 begrenzen die Beweglichkeit des Steuergliedes 16. Das Steuerglied 16 weist als Steueröffnung dienende Bohrungen 22 auf, die einer in der Hülse 17 ausgebildeten, ersten Ringnut 23 zugeordnet sind und somit eine vom Hochdruck- zum Niederdruck-Anschluß führende erste Verbindung 24 steuern. Die Bohrungen 22 bilden somit eine erste Steuerkante 25, die in einer Ruhestellung des Steuergliedes 16 — Steuerglied 16 liegt am Sprengring 19 an - die erste Verbindung 24 voll aufsteuert; in der gezeichneten Sperrstellung, d. h. bei Nullüberdeckung von erster Steuerkante 25 und zugeordneter Kante der Ringnut 23, diese erste Verbindung 24 gerade unterbricht. Zwischen Sperr- und Ruhestellung kann das Steuerglied 16 eine Reihe von

Regelstellungen einnehmen, in denen es die erste Verbindung 24 mehr oder weniger weit aufsteuert Die Bohrungen 22 bilden ferner auf der der ersten Steuerkante 25 gegenüberliegenden Seite eine zweite Steuerkante 26. Von dieser Steuerkante 26 aus in Richtung zu einer Trennwand 27 im Steuerglied 16 hin erstrecken sich zwei Feinsteuerkerben 30, die in zwei einander gegenüberliegenden Bohrungen 22 angeordnet sind. Die Trennwand 27 teilt eine Niederdruck-Seite 28 von einem Steuerraum 29, in dem eine das to Steuerglied 16 belastende Feder 31 angeordnet ist In die Trennwand 27 ist eine Schraube 32 mit einer Drossel 33 eingesetzt, welche den Steuerraum 29 ständig mit der Niederdruck-Seite 28 verbindet Ferner sind im Steuerglied 16 in den Steuerraum 29 verlaufende, is radiale Bohrungen 34 angeordnet In der Hülse 17 liegt im Abstand von der ersten Ringnut 23 eine zweite Ringnut 35, die der zweiten Steuerkante 26 mit den Feinsteuerkerben 30 zugeordnet ist und in die die Bohrungen 34 münden. Der Steuerraum 29 steht über eine Leitung 36 mit dem vereinfacht gezeichneten, verstellbaren Vorsteuerventil 15 in Verbindung, das die Leitung 36 zu einem Behälter 38 entlasten kann. Die zweite Steuerkante 26 mit Feinsteuerkerben 30, die Ringnut 35 und die Bohrungen 34 bilden eine paraüsl zur Drossel 33 verlaufende, zweite Verbindung 37 von der Niederdruck-Seite 28 zum Steuerraum 29. Dem Hochdruck-Anschluß 13 ist eine Hochdruck-Seite 39 des Druckminderventils zugeordnet

Die Wirkungsweise des Druckminderventils ist wie folgt:

Liegt der Druck auf der Niederdruckseite 28 unter dem am Vorsteuerventil 15 eingestellten Wert, so drückt die Feder 31 wie üblich das Steuerglied 16 in Richtung Ruhestellung, in welcher die erste Steuerkante 25 die erste Verbindung 24 voll aufsteuert; Druckmittel strömt also ungehindert von dem Hochdruck- 13 zum Niederdruck-Anschluß 14.

Steigt der Druck anschließend auf der Niederdruckseite 28 über den am Vorsteuerventil 15 eingestellten Sollwert, so öffnet das Vorsteuerventil 15. Von der Niederdruckseite 28 strömt ein Steuerdruckmittelstrom über die Drossel 33, den Steuerraum 29, die Leitung 36 und das Vorsteuerventil 15 zum Behälter 38. Die an der Drossel 33 auftretende Druckdifferenz wirkt entgegen der Kraft der Feder 31 auf das Steuerglied 16 und drückt ihn in eine die erste Verbindung 24 derart drosselnde Regelstellung oder auch in eine Sperrstellung, daß auf der Niederdruck-Seite 28 der gewünschte Druck in üblicher Weise aufrechterhalten wird.

Hängt an der Niederdruck-Seite 28 ein relativ großes, kompressibles Druckmittelvolumen und wird nun der Sollwert am Vorsteuerventil 15 sprunghaft gesenkt, so folgt der Druck auf der Niederdruckseife 28 trotzdem schnell dem Sollwert Dies wird erreicht weil kurz bevor die erste Steuerkante 25 die erste Verbindung 24 zusteuert die Feinsteuerkerben 30 bereits die zweite Verbindung 37 aufsteuern. Somit kann Druckmittel aus dem kompressiblen Volumen auf der Niederdruck-Seite 28 nicht nur über die Drossel 33 in den Steuerraum 29 gelangen, sondern auch parallel dazu über die Feinsteuerkerben 30, die zweite Ringnut 35 und die Bohrungen 34. Dieser schnelle Druckabbau auf der Niederdruck-Seite 28 verhindert zugleich ein zu starkes Sinken des Druckes im Steuerraum 29. Das Steuerglied 16 wird also nicht mehr am Absatz 21 anschlagen und damit auch nicht mehr so weit in die Überdeckung von erster Steuerkante 25 mit zugeordneter Kante an der eisten Ringnut 23 hineinfahren. Das Steuerglied kann außerdem viel schneller aus einer Sperrstellung heraus wieder in eine Regelstellung fahren, weil über die zweite Verbindung 37 zusätzliches Druckmittel in den Steuerraum 29 fließen kann. Auf diese Weise läßt sich selbst bei sprunghaften Änderungen des Sollwertes der Druck auf der Niederdruckseite 28 auch bei ungünstigen Verhältnissen schnell einregeln. Durch die mit den Feinsteuerkerben 30 mögliche negative Überdeckung an den den ersten und zweiten Verbindungen zugeordneten Steuerkanten wird vor allem auch ein unerwünschtes Schwingen des Drucks auf der Niederdruck-Seite 28 verhindert, weil eine Totzeit wegen positiver Überdeckung beim Regelvorgang entfällt.

Um zu verhindern, daß der Steuerölstrom zu groß werden könnte, sind die Feinsteuerkerben 30 so angeordnet daß bei Nullüberdeckung von erster Steuerkante 25 mit zugeordneter Kante der ersten Ringnut 23 nur die zwei Feinsteuerkerben 30 allein die zweite Verbindung 37 aufsteuern. Die zweite Steuerkante 26 darf erst aufsteuern, wenn die erste Verbindung 24 vollständig unterbrochen ist.

Die Anordnung und Ausbildung der zweiten Steuerkante 26, der Bohrungen 34 und der zweiten Ringnut 35 stellen beim Druckminderventil mit Hohlschieberbauweise eine äußerst zweckmäßige Ausbildung dar, da sie auch fertigungstechnisch leicht zu beherrschen ist. Überdies können diese Merkmale bei bereits vorhandenen Druckminderventilen ohne großen Aufwand nachträglich leicht angeordnet werden. Größe und Anzahl der Feinsteuerkerben 30 können an die jeweils vorliegenden Verhältnisse leicht angepaßt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Erfindungsgedanken auch bei einem Druckminderventil mit einem vollen Kolbenschieber zu verwirklichen, obgleich die Hohlschieberbauweise besonders einfach und vorteilhaft ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckminderventil mit einem von einem Vorsteuerventil betätigbaren Hauptventil, dessen Steuerglied mit einer Steuerkante die Verbindung zwischen einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Anschluß steuert und das vom Druck im Niederdruck-Anschluß in Richtung einer die Verbindung unterbrechenden Sperrstellung beaufschlagt wird, während es vom Druck in einem mit dem Vorsteuerventil verbundenen Steuerraum und der Kraft einer Feder in Richtung einer die Verbindung öffnenden Ruhestellung beaufschlagt wird und bei dem der Steuerraum mit dem Niederdruck-Anschluß über eine Drossel verbunden ist, dadurch is gekennzeichnet, daß das Steuerglied (16) eine zweite, eine parallel zur Drossel (33) vom Niederdruck-Anschluß (14) zum Steuerraum (29) geführte, zweite Verbindung (37) beeinflussende Steuerkante (26) aufweist

2. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Steuerkante (26) Feinsteuerkerben (30) angeordnet sind, die mit der ersten Steuerkante (25) eine negative Überdeckung bilden, um die zweite Verbindung (37) zu öffnen, bevor die erste Verbindung (24) geschlossen wird.

3. Druckminderventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Steuerkanten (25, 26) kleiner ist als der Abstand der zugeordneten Kanten an zugehörigen Steueröffnungen (23, 35) im gehäusefesten Bauteil (17).

4. Druckminderventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem als Hohlschieber ausgebildeten Steuerglied, an dessen Außenumfang eine die erste Steuerkante bildende Steueröffnung angeordnet ist und das eine den Steuerraum von der Niederdruck-Seite absperrende Trennwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Steuerkante (25) gegenüberliegende Begrenzung der Steueröffnung (22) die zweite Steuerkante (26) bildet, daß im Steuerglied (16) von dem Steuerraum (29) radial nach außen verlaufende Bohrungen (34) angeordnet sind und daß in dem das Steuerglied (16) umgebenden gehäusefesten Bauteil (17) eine der zweiten Steuerkante (26) und den Bohrungen (34) zugeordnete zweite Ringnut (35) angeordnet ist.

5. Druckminderventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (33) in der Trennwand (27) angeordnet ist.