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Hydraulisches Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Druckbegrenzungs-
und Nachsaugventil nach der Gattung Ses Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches
Ventil aus der US-PS 1'497 063 bekannt, bei dem durch Anordnung des Druckbegrenzungsventils
in einem Schließglied des Nachsaugventils, das seinerseits an seinem Außenumfang
in einer Einsteckhülse geführt ist, eine kompakte Bauweise erreicht wird. Zudem
ist in vorteilhafter Weise dem beweglichen Ventilkörper des Druckbeagrenzungsventils
eine Dämpfungseinrichtung zugeordnet die im Schließglied ausgebildet ist. on Nachteil
bei diesem Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil ist, daß hier drei relativ zueinander
bewegliche, im wesentlichen hohle zylindrische 3auteile ineinander angeordnet sind.
Dies erfordert eine genaue und damit teure Bauweise. Zudem ist von Nachteil, daß
das direkt gesteuerte Druckbegrenzungsventil kein miffernzflachenventil ist und
nur ein relativ ungiins+igtr ?inbaurum
mit zugeordneter Feder zur
Verfügung steht. Weiterhin ist das Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil nur für
axiale Durchströmung geeignet.
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Ferner ist aus der DE-OS 2 904 403 ein kombiniertes rruckbegrenzungs-
und Nachsaugventil bekannt bei dem ein außenliegendes Schließglied des Nachsaugventils
in seinem Innern einen Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils aufnimmt, der jedoch
nach einem Zugankerprinzip aufgebaut ist. Trotz der einfachen und kompakten Bauweise
dieses Ventils hat diese Ausführungsform den Nachteil, daß durch Bruch des Zugankers
eine hohe Unfallgefahr entstehen kann. Dieser Mangel kann auch nicht durch eine
größere Dimensionierung vermieden werden. Zudem ist bei diesem Druckbegrenzungs-
und Nachsaugventil das Scnließglied des Nachsaugventils unmittelbar in einer Bohrung
des Ventilgehäuses geführt, die auch eine Einsteckhülse mit dem zugeordneten Ventilsitz
aufnimmt. Diese Ventilbauweise erfordert somit relativ lange und genaue ehäusebohrungen.
Nachteilig ist ferner, daß das Zugankerprinzip mehr Bauteile erfordert.
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Vorteile der Erfindung das efindungsgemäße Druckbegrenzungs- und Nachsaugven-11
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß es als einfach und kompakt bauendes Ventil hohe Leistungen ermöglicht, wobei
das Druckbegrenzungsventil als direkt gesteuertes Differenzflächenventil mit Dämpfungseinrichtung
ausgebildet sein kann, bei dem bauartbedingte UnfallgefahrEn vrrnie1en werdPn. Durch
die Lage der Führungen für tr-n beweglichen Ventilkörper des Druckbegrenzungsventil
Schließglied und für das Schießglied selbst in der Einsteckhülse au einander gegenüberliegenden
Seiten
in Bezug auf eine von den Ventilsitzen gebildete Ebene wird
verhindert, daß die drei relativ zueinander beweglichen Bauteile in Längsrichtung
gesehen unmittelbar übereinander liegen. Dies begünstigt nicht nur die einfachere
Bauweise des Ventils, sondern zugleich auch die Möglichkeit, das Druckbegrenzungsventil
als direkt gesteuertes Differenzflächenventil mit einer Dämpfungseinrichtung auszuführen,
wobei der Ventilkörper ein Vollschieber ist. Zugleich steht für die Feder des Druckbegrenzungsventils
ein ausreichend großer und in Bezug auf die Durchströmung günstig gelegener Raum
zur Verfügung, wodurch der Öffnungshub des Druckbegrerlzllng3-ventils unbehindert
vor sich gehen kann und somit <las Ansprechverhalten begünstigt. Trotz relativ
kleiner Bauweise des Druckbegrenzungs- und Nachsaugventils können hohe Leistungen
erreicht werden. Beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils braucht das durchströmende
Druckmittel nicht über die relativ schwache Feder des Nachsaugventils strömen.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckbegrenzungs-
und Nachsaugventils möglich. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben
sicn aus der Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der eichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur
zeigt einen Dängsschnitt
durch ein hydraulisches Druckbegrenzungs-
und Nachsaugventil.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Tn der Figur ist ein Gehäuse
eines Wegeventils mit 10 bezeichnet und weist zwei parallel zueinander verlaufende
Kammern 11, 12 für einen Verbraucher A bzw. einen Rücklauf R auf. Beide Kammern
11, 12 sind von einer abgesetzten Sacklochbohrung 13 durchdrungen, in die eine das
Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil 14 bildende Ventilpatrone eingesetzt ist.
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Das kombinierte Ventil 14 weist eine becherförmige Einsteckhülse 15
auf, die in die Sacklochbohrung 13 eingeschraubt ist und mit ihrem stirnseitigen
Ende an einer Schulter 16 im Gehäuse dicht anliegt, die in der Sacklochbohrung 13
im Bereich zwis.chen den Kammern 11 und 12 ausgebildet ist. Dieses stirnseitige
Ende der Einsteckhülse 15 bildet zugleich einen ersten Ventilsitz 17, welchem ein
Ventilkegel 18 an einem Schließglied 19 des Nachsaugventils 21 zugeordnet ist. Nahe
dem stirnseitigen Ende weist die Einsteckhülse 15 Bohrungen 22 auf, welche den Innenraum
der becherförmigen Sinsteckhülse 15 mit der dem Rücklauf zugeordneten Kammer 12
verbinden.
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Des dem Nachsaugventil 21 zugeordnete Schließglied 19 bildet zugleich
auch ein Teil des eigentlichen Druckbegrenzungsventils 23, das in ihm angeordnet
ist. Zu diesem Zweck ist das Schließglied 19 im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet
und weist einen vom Ventilkegel 18 ausgehenden, äußeren Abschnitt 24 auf, mit dem
es in der becherförmigen Einsteckhülse 15 geführt ist.
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Auf der anderen Seite vom Ventilkegel 18 aus gesehen geht das hülsenförmige
Schließglied 1 in einen inneren Abschnitt 25 über, dessen Außendurchmesser kleiner
ist als derjenige des äußeren Abschnitts 24 und in dem der bewegliche Ventilkörper
26 des Druckbegrenzungsventils 23 dicht und gleitend geführt ist. Ferner ist am
bergang vom äußeren (24) zum inneren Abschnitt 25, also im Bereich des Ventilkegels
18, im Schließglied 19 ein zweiter Ventilsitz 27 ausgebildet, der einem Ventil kegel
28 des Ventilkörpers 26 zugeordnet ist. Im äußeren Abschnitt 24 sind in Höhe der
Bohrungen 22 Radialbohrungen 29 angeordnet, über welche das über das Druckbegrenzungsventil
23 abfließende Druckmittel in die Rücklauf-Kammer 12 abströmen kann. Die Radialbohrungen
29 sind nach Anzahl und Lage so gewählt, daß sie sich mit den Bohrungen 22 möglichst
weitgehend überdecken und dem abfließenden Druckmittel nur wenig Widerstand entgegensetzen.
Um dies zu erreichen ist in der instckhülse 15 eine Verdrehsicherung 31 vorgesehen,
welche das Schließglied 19 in seiner Drehlage fixiert, eine axiale Bewegung des
Schließgliedes aber für die Nachsaugfunktion erlaubt. Der äußere Abschnitt 24 ist
an seinem von dem Ventilkegel 18 abgewandten Ende durch eine H-ohlschraube 32 verschlossen,
an der sich die Feder 33 des Druckbegrenzungsventils 23 abstützt. Der Ventilkegel
28 des Druckbegrenzungsventils 23 ist mit dem Schließglied 19 so abgestimmt, daß
sie einen Zwischendruckraum 3k einschließen. Der Ventilkörper 26 ist mit einem Kolbenabschnitt
35 im inneren Abschnit 25 des Schließglieds 19 geführt, wodurch der Kolbenabschnitt
r zusammen mit einem Verschlußstopfen 36 einen nlimpfune::r?urn 'f schließen, der
Teil einer Dämpfungseinrichtung 38 für das 3ruckbegrenzungsventil 23 ist. Der Dampfungsraum
37
ist über eine im Ventilkörper 26 ausgebildete Drosselbohrung 39 mit einem die Feder
33 aufnehmenden Federraum 41 verbunden, welcher der Rücklaufseite (12) zugeordnet
ist. Im inneren Abschnitt 25 des Schließgliedes 19 sind nahe dem Ventilkegel 18
und im Bereich zwischen Ventilkegel 28 und Kolbenabschnitt 35 Querbohrungen 42 ausgebildet.
Die wirksamen Durchmesser von Kolbenabschnitt 35 und Ventilkegel 28 des Druckbegrenzungsventils
23 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Druckbegrenzungsventil 23 als Differenzflächenventil
arbeitet. Der innere Abschnitt 25 weist ferner einen Bund 43 auf, an dem sich eine
dem Nachsaugventil zugeordnete, zweite Feder 44 abstützt, die mit ihrem anderen
Ende am Boden der Sacklochbohrung 13 anliegt.
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Die Funktion des Druckbegrenzungs- und Nachsaugventils 14 wird wie
folgt erläutert: Bei der Funktion eines Druckbegrenzungsventils wirkt der in der
Verbraucher-Kammer 11 herrschende Druck sowohl auf das Schließglied 19 wie auch
auf den Ventilkörper 26. Das Schließglied 19 wird mit seinem Ventilkegel 18 auf
den ersten Ventilsitz 17 gedrückt und richtet damit die Verbindung zur Rücklauf-Kammer
12 ab.
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In die gleiche Richtung wirkt auf das Schließglied 19 auch die Kraft
der zweiten Feder 44, die relativ schwach ist. Uebersteigt der Lastdruck auf der
Verbraucherseite A den mit Hilfe der Hohlschraube 32 am Druckbegrenzungs-7entil
23 eingestellten Wert, so hebt der Ventilkegel von seinem zllgeordneten, zweiten
Ventilsitz 27 ab und Druckmittel kann aus der Kammer 11 über die Querbohrungen ;',
vorbei am Ventilkegel 28 über den Zwihnqruckrium 32t, die Radialbohrungen 29 und
die
Bohrungen 22 in die Kammer 12 entweichen. Das Druckbegrenzungsventil
23 arbeitet hier in vorteilhafter Weise als direkt gesteuertes Differenzflächenventil,
wobei die Bewegungen des Ventilkörpers 26 in nffnungsrichtung weitgehend ungedrosselt
und in Schließrichtung einseitig stark gedämpft werden. Der Grad der Dämpfung läßt
sich hierbei durch die Größe der Drosselbohrung 39 bestimmen. Das von der Verbraucherseite
A über das Druckbegrenzungsventil 23 zur Rücklaufseite R strömende Druckmittel muß
hierbei keine der Federn 33, 44 durchströmen.
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Bei der Nachsaugfunktion des kombinierten Ventils 14 ist der Rücklaufdruck
in der Kammer 12 größer als der Lastdruck in der Verbraucherkammer 1 1. Dieser Riicklaufdruck
wirkt auf den äußeren Abschnitt 2h des Schließgliedes 19, dessen wirksame Druckfläche
durch den Durchmesser des Ventilsitzes 17 bestimmt wird und schiebt nun das Schließglied
19 gegen die Kraft der relativ schwachen Feder 44 nach links. Dabei hebt der Ventilkegel
18 des Schließgliedes 19 von seinem zugeordneten Ventilsitz 17 ab und steuert die
Der bindung von der Rücklaufkammer 12 unmittelbar zur Verbraucher-Kammer 1 1 auf;
Dieser Druckmittelstrom muß beim Nachsaugen somit das hülsenförmige Schließglied
19 nicht durchströmen. Die Verdrehsicherung 31 kann hierbei zugleich als Anschlag
für den Offnungshub des Schließgliedes 19 dienen.
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Bei vorliegendem Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil 14 liegen die
drei relativ zueinander beweglichen Teile wie Einsteckhülse 15, Schließglied l)
n Ventilkörper
26 nicht zugleich in der gleichen radialen Ebene;
vielmehr liegen die Führungen für das Schließglied 19 und den Kolbenabschnitt 35
in Bezug auf eine von den Ventilsitzen 17, 27 g-ebildetenEbene auf einander entgegengesetzten
Seiten. Dies begünstigt nicht nur eine einfache und kompakte Bauweise des kombinierten
Ventils 14, sondern ermöglicht zugleich auch die Ausführung des Druckbegrenzungsventils
als direkt gesteuertes, gedämpftes Differenzflächenventil. Durch diese Ausbildung
kommt das kombinierte Ventil 14 zudem mit relativ wenigen, einfachen Bauelementen
aus. Ferner ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse, wodurch das kombinierte
Ventil 14 eine große hydraulische Leistung aufbringt. Eine aufwendige Hohlschieberbauweise
beim Druckbegrenzungsventil wird zudem vermieden, ebenso eine Unfallgefahr infolge
von Zugankerbauweise. Die gezeigte Ausbildung von Druckbegrenzungsventil 23 und
Nachsaugventil 21 stellt eine besonders vorteilhafte Kombination dar, bei der die
einzelnen Bauelemente in besonders vorteilhafter zeile sich gegenseitig unterstützen
und zusammenwirken.
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Selbstverständlich sind Änderungen der gezeigten Ausführungsform möglich
ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann die Verdrehsicherung 31 in
anderer Weise als in der gezeigten Form ausgebildet werden. Ferner kann es auch
zweckmaßig sein, die von dem Drosselraum 37 ausgehende Drosselbohrung 39 nicht in
den Federraum 41, sondern in den Zwischendruckraum ,4 n 34 sil führen. Damit kann
besonders
vorteilhaft sichergestellt werden, daß der Dimpfungsraum
37 stets mit Drucköl gefüllt ist und somit eine wirksame Dämpfung erfolgen kann.
ugleich kann bei einer solchen Führung der Drosselbohrung 39 mit Hilfe des Zwischendrucks
im Raum 34 die Qualität der Kennlinie Durchfluß in Abhängigkeit der Druckdifferenz
noch weiter verbessert werden. Dies begünstigt auch noch kleinere Durchmesser und
damit kompakteren Bauraum. Ferner ist von Vorteil, daß bei der gezeigten Bauweise
des kombinierten Ventils 1la die Einsteckhülse 15 nach Art eines Baukastensystems
zur erstellung eines Nachsaugventils verwendet werden kann.
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Anstelle des gezeigten Schließkörpers 10 wird dann ein Nachsaugventilkörper
eingesetzt, der lediglich aus dem inneren Abschnitt 25 besteht, voll ausgebildet
ist und von der zweiten Feder hh belastet ist.
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