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Druckentlastungsventil
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Beschreibung Die Erfindung betrijit ein Druckentlastungsventil, aas
in eine ydraulikkreis zwischen einer Druckmittelquelle und einem absperrbaren Verbraucher
eingefügt ist.
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In einem Hyuraulikkreis, dessen Druckmittelwelle oder Puppe mit konstanter
Förderung und einem hohen Arbeitsuruck arbeitet, muß eine entlastung des Druckes
bei völliger Abschaltung des Verbrauchers vorgesehen sein, damit die Pumpe keinen
Schaden leidet. Bekannte Druckentlastungsventile sind auf einen Untlastungsdruck
einstellbar, der jedoch iiber dem Arbeitsdruck liegen muß. Es ist dann nicnt möglich
denden Druck im Verbruacherkreis nittels eines Druckeinstellventilsteliebig auf
einen Wert einzustellen, der unter dem Entlastungsdruck liegt. Obgleich bekannte
Druckentlastungsventile sehr aufwendig und kompliziert sind, bringen diese beschränkungen
hinsichtlich der Betriebsverhältnisse mit sich..
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Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eines Druckentlastungsventil,
daß dasselbe ohne Einstellung eines Entlastungsdrucks arbeitet.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Werkmale gelöst:
a) die Ventilkammer umfaßt einen axialen Eintrittsstutzen, eine quer daran anschließende
Verbraucherkammer und eine ebenfalls quer anschließende, gegenüber der Verbraucherkammer
in axialer Richtung versetzte Entlastungskammer; b) innerhalb der Ventilkammer ist
ein gegen den Einstrittstutzen
hin federgespannter Rohrkolben geführt,
der einen genen den intrittstutzen gerichteten Außenflansch aufweist und dessen
Länge etwa der Summe des Abstandes der Mittellinien von Verbraucherkammer und Entlastungskammer
sowie des Halbmessers der Verbrauenerkammer und des Halbmessers der Entlastungskammer
gleich ist; c) innerhalb der Austrittskammer ist eine Drosselvorrichtung unterzebracht.
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Das Druckentlastungsventil nach der Erfindung macht nicht die Einstellung
eines Entlastungsdrucks erforderlich. Das Druckentlastungsventil arbeitet sicher
bei jedem eingestellten Arbeitsdruck und jedem Betriebsdruck der Druckmittelquelle.
Die für die Funktion des Druckentlastungsventils notwendige Druckdifferenz wird
durch die Drosselvorrichtung erzeugt. Es genügt ein sehr kleiner Differenzdruck,
der gegenüber dem Arbeitsdruck der Druckmittelquelle vernachlässigbar ist. In den
Druckmittelkreis kann an beliebiger Stelle ein Drucksteuerventil eingefügt werden.
Das Druckentlastungsventil arbeitet völlig unabhängig von der jeweiligen Einstellung
des Drucksteuerventils.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dad die Drosselvorrichtung
als Einstellnadel ausgebildet ist.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Drosselvorrientung als federbelastete
Kugel ausgebildet ist.
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Durch diese Ausbildung ist ein dichtes Schließen des Entlastungskreises
gewährleistet, so daß der Entlastungskreis auch unmittelbar in den Ansaugkanal der
Pumpe zurückgeführt werden kann, ohne daß der Nornalbetrieb gestört wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ventilkammer
einen axialen Durchgang zu einer Ventilkammer eines Druckeinstellventils aufweist
und daß die Druckentlastungskammer mit der genannten Ventilkammer verbunden ist.
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Durch diese Ausbildung erreicht man einen besonders einfachen und
kompakten Aufbau der Einstellventile für einen Druckmittelkreis Durch die Kombination
des Druckeinstellventils mit dem Druckentlastungsventil lassen sich zahlreiche bauteile
einsparen und die tierstellung vereinfachen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden unter bezugnahme die anliegenden
Zeichnungen erläutert, in denen darstellen: Fig. 1 einen Druckmittelkreis mit einem
Druckentlastungsventil nach der Erfindung in der Grundstellung oder Entlastungs-
stellung,
Fig. 2 eine Darstellung des Druckentlastungsventils in der Arbeitsstellung nach
Öffnen des Verbraucherkreises, Fig.3 ein mit einem Druckeinstellventil kombiniertes
Druckentlastungsventil in der Grundstellung und Fig.4 diese Anordnung in der Arbeitsstellung.
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Fig. 1 zeigt ein Druckentlastungsventil 1 innerhalb eines Druckinittelkreislauts.
Das Druckentlastungsventil besitzt eine zylindrische Ventilkammer 2 mit einem in
axialer Hichtunt; ausgerichteten Eintrittsstutzen 3. Die zylindrische Ventilkammer
2 besitzt im Anschluß an den Eintrittsstutzen 3 einen Abschnitt 4 mit vergrößertem
Durchmesser. In der tiähe des Sintrittsstutzens 3 schließt an die Ventilkammer 2
quer zur Achsrichtung eine Verbraucherkammer 5 an, die einen Verbraucnerstutzen
6 aufnimmt. In axialer Richtung gegeniber der Verbraucherkammer 5 versetzt, schließt
an die Ventilkammer 2 ebenralis quer zur Achsrichtung eine Entlastungskammer 7 an,
die einerseits eine Drosselvorrichtung in Form einer Einstellnadel 8 enthält und
andererseits einen Entlastungsstutzen 9 aufnimmt.
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Innerhalb der Ventilkammer 2 ist ein Rohrkolben 10 verschiebbar,
der gegen den Eintrittsstutzen 3 hin einen Ai'3enflansch 11 aufweist.
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ine Schraubendruckfeder 12 spannt den Rohrkolben 10 gegen den ijintrittsstutzen
j vor. Der Außenflansch 11 liegt in der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung oder
Druckentlastungsstellung an der Stirnfläche des L,instrittsstutzens 3 an. Selbstverständlich
kann man iUr die Anlage des Rohrkolbens 10 auch eine andere Gestaltung vorsehen.
Dis axiale Länge des Rohrkolbens 10 ist etwa der Summe des Abstandes der Mittellinien
von Verbraucherkanmer 5 und Entlastungskammer 7 zuzüglich des Halbmessers der Verbraucherkammer
5 und des Halbmessers der Entlastungskammer gleich. Die sicn daraus ergebende Lange
ist stets so, daß in der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung der Rohrkolben 10
den Durchtritt zur Entlastungskammer 7 offen läßt, jedoch die Verbraucherkalumer
5 absperrt. Nach Verschieben in die in Fig. 2 dargestellte Arbeitsstellung ist durch
den Rohrkolben die Entlastungskammer 7 abgesperrt, wbhrend der DurchfluS zur Verbraucherkammer
5 offen steht. Durch die angegebenen Bemessungsgrößen kann der Fachmann bei unterschiedlichem
Durchmesser von Verbraucherkammer 5 und Entlastungskammer 7 ohne weiteres die ricntige
bemessung für die Länge des Rohrkolbens finden.
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Der in Fig. 1 dargestellte Hydraulikkreis umfaßt eine Druckmit-
telquelle
in Forn einer Hydraulikpumpe 13 mit konstantem Fbrdervolumen, deren Druckseite an
den Eintrittastutzen 3 des Druckentlastungsventils 1 angeschlossen ist. An den Verbraucherstutzen
6 ist ein Verbraucherkreis 14 mit einem Einschaltventil 15 angeschlossen. An den
Entlastungsstutzen '? ist schließlich eine Rückflußleitung 16 angeschlossen, die
in den Sammelbehälter 17 mündet, aus dem auch die Hydraulikpumpe 13 ansaugt.
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Fig.1 zeigt die Grundstellung bzw. Druckentlastungstellung des Druckentlastunrsventils
1. Das Einschaltventil 15 sperrt den Verbraucherkreis 14 ab, so daC zur Entlastung
der Hydraulikpumpe 13 eine Rückförderung des Druckmittels in einen Kurzschluß möglich
sein muß.
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Dieses wird durch das Druckentlastungsventil 1 gewährleistet. Da innerhalb
der Ventilkammer 2 überall gleicher Druck herrscht, hält die Schraubendrucic£eder
12 den Rohrkkolben 10 in der dargestellten Stellung, so da3 der Durchfluß zur Entlastungskammer
7 offen ist. Die als Drosselvorrichtung wirksame Einstellnadel 8 ist so eingestellt,
daß der Druckabfall innerhalb der Drosselvorrichtung einige Prozent oder weniger
des Wenndruckes der hydraulikpumpe 13 beträgt. Infolgedessen herrscht dieser geringe
Entlastungsdruck innerhalb der Ventilkner 2. Die Hydraulikpumpe 13 arbeitet also
praktisch oime i3elastung, so daß das Druckentlastungsventil 1 eine völlige Drukentlastung
sicherstellt.
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Fig. 2 zeit das Druckentlastungsventil 1 in der Arbeitsstellung.
Dabei sind Eintrittsstutzen 3 und Lntlastungsstutzen 9 nur schematisch dargestellt.
Die angeschlossenen Hydraulikleitungen sind weggelassen, da diese selbstverstindlicn
mit der Darstellung der Fig.
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1 übereinstimmen. Das inscnaltventil 1 15 ist in die DurciIlaßstellung
umgeschaltet, so daß der Durchfluß zum Verbraucherkreis 14 ofj'en steht. Infolge
dieser Umschaltung des Einschaltventils 15 sinkt zunächst der Druck innerhalb des
erweiterten Abschnitts 4 der Ventilkammer 2 ao, so daß auf den Ronrkolben ein Differenzdruck
einwirkt, da auf die außenliegende Stirnflache des Außenflansches 11 der Sntlastungsdruck
und auf die innerhalb des Abschnitts 4 liegende Fläche des Außenflansches 11 der
geringere Normaldruck wirkt. Dadurch wird der Rohrkolben 1( in wichtung der wirksamen
Druckdifferenz verschoben, so daß durch den Stirnrand des hohrkolbens 10 die Entlastungskammer
7 abgesperrt und der Durchfluß zur V'erbraucherkammer 5 geöffnet wird. Damit ist
der Durchfluß zum Verbraucherkreis 14 offen. An der Durchflußfläche zwischen dem
Abschnitt 4 der Ventilkammer 2 und
der Verbraucherkammer 5 bildet
sich eine geringfügige Druckdifferenz aus, die den Rohrkolben 10 in dieser Arbeitsstellung
halt. Damit gewährleistet das Druckentlastungsventil 1 in der Arbeitsstellung einen
ungehinderten Durchfluß zum Verbraucherkreis 14, so daß im Verbraucherkreis der
volle Nenndruck der Hydraulikpumpe 13 zur Verfügung steht. Selbstversätndlich kann
an beliebiger Stelle des Hydraulikkreises auch ein Druckeinstellventil eingebaut
werden. Wenn das Einschaltventil 15 in seine Grundstellung oder Absperrstellung
zurückgeschaltet wird, verschwindet die Druckdifferenz innerhalb der durch trittsfläche
zwischen dem Abschnitt 4 der Ventilkammer 2 und der Verbraucherkammer 5, so daß
dann die Schraubendruckfeder 12 den nonrkolben 1 8 in die in vig. 1 aargestellte
Grundstellung zur;ickschiebt.
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Damit ist der Durchfluß zur Entlastungskammer 7 offen und der Druck
auf der Druckseite der Hydraulikpumpe 13 baut sich ab. Die geringe Druckdifferenz
infolge der Drosselung an der Einstellnadel 8 ist also lediglich erforderlich, um
ein sicheres Umschalten des Rohrkolbens 10 zu gewährleisten. Das Druckentlastungsventil
nach der Erfindung ist von dem Nenndruck der Hydraulikpumpe 13 sowie dem eingestellten
Arbeitsdruck des Verbraucherkreises 14 völlig unabhängig.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der
Erfindung, bei der innerhalb eines Ventilgehäuses 1' einerseits das Druckentlastungsventil
1 und andererseits ein Druckeinstellventil 18 untergebracht Sind. In axialer Verlängerung
der Ventilkamer a schließt sich eine Ventilkammer 19 des Druckeinstellventils 1ts
an.
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Da Druckeinstellventil 1 umfaßt einen Ventilkörper 20, eine Schraubendruckfeder
21 und eine Einstellspindel 22, mit der die Druckkraft der chraubendruckfeder 21
und damit der einzustellende Druck eingestellt werden können. Der Entlastungsstutzen
oder Rückflußstutzen 9 schließt an die Ventilkammer 19 an. Von der Entlastungskammer
7 führt ein Nebenschlußkanal 23 unmittelbar in die Ventilkammer 19, so daß in der
Grundstellung ein Entlastungskreislauf offen steht. Die Drosselvorrichtung innerhalb
der Entlastungskammer 7 ist in diesem Fall als durch eine Druckfeder 24 belastete
Ventilkugel 25 auseebildet. Diese Ventilkugel gewänrleistet einen dichten Abschluß
in der Arbeitsstellung, so daß die Rückflußleitung 16 unmittelbar zur Saugseite
der Hydraulikpumpe 13 geführt werden kann.
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In diesem r'all haben Verbraucherkammer 5 und Entlastungskammer 7
unterschiedliche Durchmesser. Jedoch auch hier gilt tur die Bemessung der axialen
Länge des Rohrkolbens 10 die oben angegebene Regel. Der
Fachmann
kann also die Länge des Rohrkolbens 10 in jedem Einzelfall genau angeben.
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Fig.4 zeigt die Arbeitsstellung der Anordnung nach Fig.3. Die funktion
dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus der vorstehenden beschreibung.
Man erkennt deutlich, daß die Funktion des Druckentlastungsventils 1 von dem Druckeinstellventil
18 völlig unabhängig ist, so daß innerhalb des Wenndruckbereichs der Hydraulikpumpe
13 jeder Arbeitsdruck durch das Druckeinstellventil 18 eingestellt werden kann.
Das bruckentlastungsventil 1 arbeitet in jedem Fall sicher und störungsfrei. Die
Kombination des Druckeinstellventils 18 und des Druckentlastungsventils 1 in eineT
Ventilgehäuse 1 ' erlaubt einen besonders kompakten Aufbau der Steuerventile für
einen Hydraulikkreis. Durch die Kombination der beiden Ventile kann die Konstruktion
und die Montage des kombinierten Ventils wesentlich vereinfacht werden.