DE2419613C2

DE2419613C2 - Steuerventil für hydraulische Anlagen

Info

Publication number: DE2419613C2
Application number: DE19742419613
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart Reitz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-04-24
Filing date: 1974-04-24
Publication date: 1983-05-19
Also published as: FR2269009A1; JPS50145926A; FR2269009B3; DE2419613A1

Description

SZ

stelle (33) konstanten Querschnitts bildet.

2. Steuervt-.til nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (13) *;lne den Sitz (18) blldende Fase (19) aufweist- an die sich eine senkrecht zu den Bohrungen (12, 14) vc!?iufende Rlngfläche (17) anschließt.

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für hydraulische Anlagen, nach der Im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Bei einem aus der US-PS 34 23 935 bekannten Steuerventil dieser Art Ist der Sitzventllkörper auch gegenüber dem Ablaufdruck druckausgeglichen, wozu ein zusätzllcher Gegenkolben In einer Buchse gleitend geführt Ist. Den Sitz für den Sitzventllkörper bildet ein In eine Gehäusebohrung eingepreßter Ring, an dem ein nach innen ragender Bund eine Sitzkante bildet. Die zugehörlge Dichtfläche am Sitzventllkörper weist ein zweiter Kegelstumpf auf, während einem ersten, vorgeschalteten Kegelstumpf lediglich beim Absperren der Verbindung eine gewisse Drosselwirkung zukommt. Obwohl die Betätigungskräfte für den Sitzventllkörper Infolge dessen druckausgeglichener Bauwelse schon niedrig sind, treten hler beim Aufsteuern der Verbindung dynamische Kräfte auf, die In den meisten Fällen stören. Besonders nachtel-Ug wird dies, wenn große Druckmittelmengen mit kielnen Betätigungskräften gehaltet werden sollen. Außerdem baut dieses Ventil relativ aufwendig.

Ferner Ist aus der GB-PS 6 21 808 ein Druckbegrenzungsventil bekannt, an dessen Sitzventllkörper Im Abstand vom dichtenden Kegelstumpf ein Bund angeordnet 1st, der mit einer gehäusefesten Blendenöffnung eine zweite Drosselstelle bildet. Um bei diesem Druckbegrenzungsventll den Ansprechdruck genau zu steuern, müssen die Strömungskräfte auf den Sitzventllkörper hubabhBnglg variiert werden, damit der Einfluß der hubabhanglgen Kraftanderungen der vorgespannten Ventilfeder kompensiert werden kann. Zudem baut dieses Ventil aufwendig.

Bei einem aus der US-PS 29 77 978 bekannten Druckbegrenzungsventll Ist für eine schnelle und genaue Arbeltswelse als zweite Drosselstelle eine federbelastete Hülse vorgesehen, weiche hubabhängig die zugeordnete Blendenöffnung voll aufsteuern kann und dütnlt die Strömungskrafte auf den Sitzventllkörper ebenfalls hubabhangig verändert.

Auch Ist es aus der US-PS 3400 887 bei einem Kondensat-Ablaßventll bekannt, zum Erreichen eines schlagartigen öffnens abhängig von kleinen Temperaturände-™^ge" ^eI"^e f?"? ^'^ vorzusehen die sich ^abhängig ändert und die von am Sltzventl körper und "nGehäi^e angeordneten Kanten gebildet wird.

*»&■»* f* ^Ε?^αά™Ζ « «· J=^ln Steuerventil der genannten Art unter Vermeidung der erwähnien Nach-

schalten kann.
Ausgehend von dem gattungsblldenden Steuerventil

zudem auf äußerst einfache Weise ein vlskosltätsabhän- ^ ^„^ _tusgewhaket vorteilhaft Ist ferner, daß die vorhandenen Gehäuse mit den üblichen Ventilsitzen weiterverwendet werden können.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes

^M 1st In der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt In
Flg. 1 einen Querschnitt durch ein Steuerventil
FI g. 2 die Abhängigkeit der Betätigungskraft P vom Weg S des Sitzventilkörpers für ein bekanntes und für das erfindungsgemäße Steuerventil.

Die Flg. 1 zeigt ein Steuerventil 10 mit einem Gehäuse 11, In dem eine erste Bohrung 12 über eine Schulter 13 In eine zweite, kleinere Bohrung 14 übergeht, in die zweite Bohrung 14 führt ein Zulauf 15 und In die erste Bohrung 12 ein Ablauf 16. Die Schulter 13 weist eine senkrecht zu den Bohrungen 12, 14 verlaufende Rlngfläche 17 auf, deren Innere Kante mit einer schmalen, einen Sitz 18 bildenden Fase 19 versehen Ist.

In der zweiten Bohrung 14 Ist ein Sitzventllkörper 21 mit einem Führungsbolzen 22 dicht und gleitend geführt.

^Μ Vom Führungsbolzen 22 aus erstreckt sich ein abgesetzter Schaft 23 vorbei am Zulauf 15 zu einem Schließglied 24, das wie der Schaft 23 ein Teil des Sitzventilkörpers 21 bildet. Das Schließglied 24 weist angrenzend an den Schaft 23 einen ersten Kegelstumpf 25 auf, der die mit

dem Sitz 18 zusammenwirkende Dichtfläche 26 trägt. Der erste Kegelstumpf 25 hat einen üblichen Spltzenwlnkel von 83 bis 90 Grad und sein großer Durchmesser ist nur geringfügig größer als der Durchmesser des Sitzes 18. Der Kegelstumpf 25 geht an seinem großen Durchmesser

^M In einen kurzen zylindrischen Abschnitt 27 über, der gerade so groß gehalten wird, daß ein Auslauf beim Schleifen der Dichtfläche 26 geschaffen Ist. An dem zylindrischen Abschnitt 27 schließt ein zweiter Kegelstumpf 28 an, dessen Spitzenwinkel stumpfer Ist als derjenige des ersten Kegelstumpfes 25 und dessen großer Durchmesser größer Ist als der des zylindrischen Abschnitts 27. Angrenzend an den zweiten Kegelstumpf 28 weist das Schließglied 24 einen dritten Kegelstumpf

29 auf, dessen großer Durchmesser zusammen mit dem des zweiten Kegelstumpfes 28 eine Drosselkante 31 bildet. Während der zweite Kegelstumpf 28 vorzugsweise einen Spitzenwinkel von 135 Grad aufweist, kann derjenige des dritten Kegelstumpfes rund 60 Grad betragen. Die Drosselkante 31 Ist somit scharfkantig ausgebildet und bildet zusammen mit der Innenwand 32 der ersten Bohrung 12 eine zwischen SiU. 18 und Ablauf 16 geschaltete Drosselstelle 33. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Durchmesser von zweiter Bohrung 14 zu erster Bohrung 12 zu Drosselkante 31 wenigstens nahezu wie 4:7:6 verhalten. Am dritten Kegelstumpf 29 stützt sich eine das Schließglied 24 auf dec Sitz 18 drückende Feder 34 ab, deren Lage durch einen Bolzen 35 gesichert wird. Die Feder 34 Hegt ferner an einem gehausefesten Deckel 36 an. An der dem Schließglied 24 gegenüberliegenden Seite des Sltzventilkörpers 21, der durch einen O-Rlng 37 nach außen abgedichtet ist, Hegt ein Stößel 38 einer nicht naher gezeichneten Betätigungseinrichtung an.

Die Wirkungswelse des Steuerventils 10 sei wie folgt In vereinfachter Welse erläutert:

In der gezeichneten Stellung Hegt die Dichtfläche 2(5 am Sitz 18 im Gehäuse 11 an, wodurch der Zulauf 15 vom Ablauf 16 getrennt Ist.

Drückt der Stößel 38 den Sitzventilkörper 21 gegen die Kraft der Feder 34 nach rechts, so muß er dabei anfangs nur deren Kraft überwinden, da der Sitzventilkörper 21 selbst vom Druck im Zulauf 15 ausgeglichen wird. In dem Augenblick, in dem der erste Kegelstumpf 25 vom Sitz 18 abhebt, entsteht eine strahlartige Strömung vorbei an der Fase 19; dabei sinkt der Druck im Bereich des Sitzes 19, wodurch der Sitzventilkörper 21 nicht mehr vollkommen statisch druckausgeglichen ware und somit zusatzlich zur Kraft der Feder 34 gegen die Kraft am Stößel 38 belastet würde. Eine derartige Erhöhung der Betätigungskraft wird zum großen Teil dadurch ausgeglichen, daß die strahlartige Strömung vom zweiten, stumpferen Kegelstumpf 28 welter umgelenkt wird und damit eine Kraft auf das Schließglied 24 ausübt, die diese Erhöhung teilweise kompensiert. Zusätzlich verursacht die zwischen Drosselkante 31 und Innenwand 32 gebildete Drosselstelle 33 eine Druckerhöhung, die im wesentlichen am

ίο zweiten Kegelstumpf 28 wirksam wird unc" mit zur Kompensation der dynamischen Kräfte auf den Sltzventllkörrer 21 beiträgt. Vorteilhaft bewirkt dabei die scharf ausgebildete Drosselkante 31, daß nachteilige Einflüsse infolge unterschiedlicher Viskosität des Druckmittels ausgeschaltet werden. Der Anteil dieser Einflüsse an der Kompensation kann sich je nach Größe des Weges des Sitzventilkörpers 21 etwas ändern; vor allem beim Aufsteuern wird jedoch der größere Anteil vom Umlenken des DruckmlUelstrahles stammen. Bei größeren Wegen von etwa einem Viertel des Durchmessers der zweiten Bohrung 14 wird dann der Anteil in'.iige der Drosselstelle 33 steigen.

Fig. 2 zeigt anhand einer Kennlinie 41 die am Stößel erforderliche Betätigungskraft P In Abhängigkeit des Weges 5 des Sitzventllkörpers bei einem bekannten Steuerventil, "iährend die Kennlinie 42 für das Steuerventil 10 gilt. Beide Kennlinien 41, 42 beziehen sich auf Steuerventile bei vergleichbaren Verhältnissen.
Mit dem Steuerventil 10 lassen sich somit vergleichbare Druckmittelströme mit wesentiich kleineren Kräften schalten; dies ist besonders bedeutsam bei Magnetventilen, wo die Magnete entsprechend schwächer und damit kleiner gebaut werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerventil für hydraulische Anlagen mit einem In Strömungsrichtung öffnenden, vom Zulaufdruck s mittels eines Entlastungskolbens weltgehend druckentlasteten Sitzventilkörper, der von einer Feder In Richtung auf einen gehausefesten Sitz beaufschlagt und durch eine Betätigungseinrichtung vom Sitz abhebbar Ist, wobei an dem Sitzventilkörper ein erster Kegelstumpf ausgebildet ist, der aber einen kurzen zylindrischen Abschnitt In einen zweiten, gegenüber dem ersten stumpfer ausgebildeten Kegelstumpf übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der gehausefeste Sitz (18) durch eine Schulter (13) am Übergang einer ersten Bohrung (12) in eine zweite Bohrung (14) kleineren Durchmessers gebildet ist, in welcher der Entlastungskolben mi fnhrt ι

b) der eW, Kegelstumpf (25) die dem Sitz (18) ^M zugeor^ete Dichtfläche (26) aufweist,

c) an den zweiten Kegelstumpf (28) ein dritter, sich nach innen erstreckender Kegelstumpf (29)