DE2827129A1

DE2827129A1 - Vorgesteuertes druckbegrenzungs- ventil

Info

Publication number: DE2827129A1
Application number: DE19782827129
Authority: DE
Inventors: Armin Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1978-06-21
Publication date: 1980-01-03

Description

Anwendungsgebiet, Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich.auf ein vorgesteuertes Druckbegrenzungs-Ventil für Flüssigkeiten der im übrigen im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art. Ein derartiges Druckbegrenzungs-Ventil ist bekannt aus der DE-OS 24 03 007.
Druckbegrenzungs-Ventiledieser Art werden in hydraulisch betriebenen Lenkanlagen verwendet. Sie begrenzen den Maximaldruck in einer von einer Hochdruckpumpe gespeisten Druckleitung und lassen jeweils die von der Lenkanlage nicht benötigte Flüssigkeitsmenge zu einem Ausgleichsbehälter zurückfließen.
Das bekannte vorgesteuerte Druckbegrenzungs-Ventil hat einen Drosselkanal, über den das Vorsteuerventil mit Strom versorgt wird. Die Größe dieses Flüssigkeitsstromes hängt von der Kraft der Schließfeder und dem Querschnitt des Kolbens des Druckbegrenzungs-Ventils ab sowie vom Querschnitt des Drosselkanals.
Um ein möglichst präzises Ansprechen des Vorsteuerventils zu erreichen, wird der Vorsteuerstrom möglichst klein gemacht, was einen Drosselkanal von kleinem Querschnitt bedingt. Dann aber besteht die Gefahr, daß Fremdkörper, die von der Druckflüssigkeit mitgeführt werden, den Drosselkanal zusetzen, so daß der Ventilkolben öffnet und geöffnet bleibt.
Der über das Vorsteuerventil fließende Vorsteuerstrom hat neben einem turbulenten einen nennenswerten laminaren Anteil.
Infolgedessen ist die Anordnung viskositäts- und damit temperaturabhängig. it sinkender Arbeitstemperatur wird die Arbeitsflnssigkeit zäher. Wird nach dem Stand der Technik als Vorsteuerdrossel eine normale Bohrung verwendet, herrscht dort turbulente, viskositätsunabhängige Strömung, und der über das Vorsteuerventil fließende Vorsteuerstrom bleibt unverändert. Da aber am Vorsteuerventil die Srrömung wegen des Ringspaltes teilweise laminaren Charakter hat, ist für den Durchsatz eines gleich grossen, jedoch zähflüssigen Stroms ein höherer Druck erforderlich. Daraus folgt, daß bei turbulenter Strömung an der Vorsteuerdrossel das Vorsteuerventil und damit das ganze Ventil erst bei einem höheren Druck abregelt als bei Arbeitsflüssigkeit geringerer Viskosität.
Aufgabe, Lösung Durch die vorliegende Erfindung sollen beide oben erwähnten Nachteile behoben werden, und zwar aus Kostengründen unter Verwendung ein und desselben sehr einfachen Bauteils. Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der in die Kolbenbohrung hineinragende Stift vernindert zunächst, daß Fremdkörper, die eine bestimmte Größe überschreiten, überhaupt in den Drosselkanal eindringen. Kleinere Fremdkörper, die schon eingedrungen sind, bewirken, daß der Kolben gegen die Schließfeder geöffnet wird und sich gegenüber dem Stift bewegt. Hierdurch befördert der Stift schon eingedrungene Fremdkörper aus dem Drosselkanal hinaus in den Zulaufraum.
Der Drosselkanal wird nach der Erfindung durch einen Ringspalt gebildet, der den Stift umgibt. Durch entsprechende Bemessung der Länge und radialen Breite des Ringspaltes kann man für eine ausreichend niedrige Reynoldssche Zahl sorgen und damit für einen relativ hohen laminaren Anteil des Vorsteuerstroms im Ringspalt. Man kann also den Vorsteuerstrom im Ringspalt ebenso viskositätsabhängig machen wie den Vorsteuerstrom am Vorsteuerventil. Bei niedriger Viskosität wird also der Vorsteuerstrom im Ringspalt herabgesetzt und damit die Flüssigkeitszufuhr zum Vorsteuerventil. Zwar würde infolge der vorwiegend laminaren Strömung im Drosselkanal die Druckdifferenz über den Drosselkanal ansteigen. Dies kann aber nicht geschehen, da wegen der konstanten Kraft der Schließfeder der Kolben öffnen würde. Der Vorsteuerstrom durch die Drossel muß also absinken. Der verkleinerte Vorsteuerstrom verhindert nun ein Ansteigen des Abregeldruckes am Vorsteuerventil, d. h. im Federraum. In der Praxis war es möglich, durch passende Bemessung des Ringspalts den Temperatureinfluß zu eliminieren.
Weiterbildungen der Erfindung Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch Weiterbildungen nach den Ansprüchen 4 und 5 wird erreicht, daß Fremdkörper, die von dem Stift aus der Bohrung gestoßen werden, über den, insbesondere kegelartig ausgebildeten Vorsprung des Kolbens abgewiesen werden.
Eine besonders wesentliche Weiterbildung nach Anspruch 6 führt bei einer bestimmten Ausbildung des Vorsteuerventils zu einer baulich sehr einfachen Lösung.
Erläuterung der Erfindung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Die einzige Figur stellt einen Axialschnitt durch ein vorgesteuertes Druckbegrenzungs-Ventil nach der Erfindung dar.
Das Druckbegrenzungs-Ventil, das als Ganzes mit 1 bezeichnet ist, hat ein nicht dargestelltes Gehäuse mit einer Einschraubbüchse 2, in der der Kolben 4 des Druckbegrenzungs-Ventils unter Abdichtung (Ringdichtung 6) verschiebbar ist. Die Schließfeder 8 drückt den Kolben 4 gegen seinen Ventilsitz 10.
Das als Ganzes mit 12 bezeichnete Vorsteuerventil hat ein Ventilorgan 14, das von der beiden Ventilen gemeinsamen Schließfeder 8 gegen seinen Ventilsitz 16 gedrückt wird. Zur Herabsetzung der wirksamen Fläche des Ventilorgans auf der Federseite dient ein Stempel 18, der unter Abdichtung in einem hülsenartigen Teil 20 des Ventilorgans geführt ist. Der Stempel stützt sich über einen Schaft 22 am Ende einer Bohrung 24 in der Einscnraubbüchse ab. Beim öffnen bewegt sich das Ventilorgan 14 gegenüber dem Stempel 18.
Eine Bohrung 26 führt axial durch die Stirnwand 28 des Kolbens 4 hindurch. Der Stempel 18 ist durch einen zylindrischen Teil 30 verlängert. In einem Einstich 32 des zylinarischen Teils ist eine Ringdichtung 34 zur Abdichtung gegen den hUlsenartigen Teil 20 untergebracht. Der zylindrische Teil 30 trägt den Stift 36, der unter Belassung eines als Drosselkanal wirkenden Ringspaltes 38 vom Federraum 39 her durch die Bohrung 26 bis in den Zulaufraum 40 führt.
An der Stirnwand 28 des Kolbens setzt ein kgelstumpfförmiger Vorsprung 42 an, der in den Zulaufraum 40 hineinragt und die Bohrung 26 umgibt.
Die Abmessungen des Drosseikanals lassen sich einerseits durch die Durchmesser des Stiftes 36 und der Bohrung 26, andererseits durch die Länge der Bohrung, insbesondere durch die Höhe des kegelartigen Vorsprungs 42 so bestimmen, daß die zum Vorsteuerventil 12 passende Viskositätsabhängigkeit des Drosselkanals erzielt wird.
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Claims

VORGESTEUERTES DRUCKBEGRENZUNGS-VENTIL Patentansprüche e (1 .)Vrgsteuertes Druckbegrenzungs-Ventil für Flüssigkeiten, mit einem federbelasteten Kolben, der als Druckwaage wirkt und von einem Drosselkanal durchbrochen ist und mit einem Vorsteuerventil, dessen Zulauf an den Federraum des Kolbens angeschlossen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß als Drosselkanal für den Vorsteuerstrom ein Ringspalt (38) dient, der durch eine Bohrung (26) und einen in diese eintauchenden Stift (36) gebildet ist, daß Bohrung und Stift in Bewegunsrichtung des Kolbens(4)verlauren und daß der Stift gegenüber dem Kolben ortsfest angeordnet ist.
2. Druckbegrenzungs-Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß Länge und radiale Breite des Ringspalts (38) passend zur verwendeten Arbeitsflüssigkeit so gewählt sind, daß im Ringspalt eine vorwiegend laminare Strömung herrscht und eine Viskositätsabhängigkeit des Vorsteuerventils (12) durch eine Viskositätsabhängigkeit des Vorsteuerstroms im Ringspalt (38) zumindest weitgehend kompensiert wird.
3. Druckbegrenzungs-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stift (36) in die Bohrung (26) vom Federraum (39) her zumindest so weit hineinreicht, daß sein freies Ende beim Öffnen des Kolbens (4) das Einlaßende der Bohrung (26) erreicht.
4. Druckbegrenzungs-Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben (4) einen in seinen Zulaufraum (40) hineinragenden Vorsprung (42) hat, der ie Bohrung (26) umgibt.
5. Druckbegrenzungs -Ventil nach Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Vorsprung kegelartig oder kegelstumpfartig ausgebildet ist.
6. Druckbegrenzungs-Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß seine Schließfeder (8) zugleich Schließfeder des Vorsteuerventils (12) ist, daß das Ventilorgan (14) des Vorsteuerventils zur einseitigen Querschnittsverringerung einen ortsfesten Stempel (18) unter Abdichtung umgibt und ihm gegenüber entgegen der Kraft der Schließfeder (8) verschiebbar ist, was an sich bekannt ist, und daß der in die Kolbenbohrung (26) eingreifende Stift (36) starr mit den Stempel (18) verbunden ist.