DE3322771A1

DE3322771A1 - Ventilanordnung zur begrenzung des drucks in einem drucksystem

Info

Publication number: DE3322771A1
Application number: DE19833322771
Authority: DE
Inventors: Ludwig 6000 Frankfurt Budecker; Jürgen 6272 Niedernhausen Schonlau
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1985-01-03
Also published as: JPS6014671A; SE8403089D0; GB2142123A; GB8415690D0; FR2549166A1; IT1196166B; IT8421587A0; SE8403089L

Description

ALFRED TEVES GMBH P 5378

Ventilanordnung zur Begrenzung des Drucks in einem Drucksystem

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Begrenzung des Drucks in einem Drucksystem, bei der ein federnd gegen einen Ventilsitz vorgespannter Schließkörper vom Systemdruck beaufschlagt und bei einem vorbestimmbaren Druck vom Ventilsitz abhebbar ist, wodurch ein Strömungsweg zu einer Entlastungsstelle freigegeben wird, und bei der Mittel vorgesehen sind, die bei geöffnetem Ventil eine zusätzliche Öffnungskraft auf den Schließkörper ausüben.

Eine Ventilanordnung mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der US-PS 40 46 163 bekannt. Bei der bekannten Ventilanordnung ist der Schließkörper an einem im wesentlichen zylindrischen Ventilkörper angeformt, der seinerseits in einer Zylinderbohrung eines Gehäuses geführt ist. Der Ventilkörper ist durch eine Druckfeder derart kraftbeaufschlagt, daß der Schließkörper gegen einen Ventilsitz vorgespannt ist. Übersteigt der Druck des zu überwachenden Systems einen vorbestimmbaren Wert, so ist die auf den Schließkörper einwirkende Kraft groß genug, um den Schließkörper mit dem Ventilsitz gegen die Kraft der Druckfeder in Öffnungsrichtung zu verschieben, so daß innerhalb der Ventilanordnung ein Ventildurchgang freigegeben wird, so daß eine Verbindung zwischen dem Drucksystem und einer Entlastungsstelle hergestellt ist. Bei geöffnetem Ventildurchgang entweicht Druckmedium aus dem Drucksystem zur Entlastungsstelle, wobei sich in

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Strömungsrichtung hinter dem Ventildurchgang der Ventilanordnung ein Druckmitteldruck aufbaut, der ein Drosselelement in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs verschiebt und dabei eine zusätzliche Kraft in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs auf den Schließkörper ausübt. Dies hat zur Folge, daß der im Drucksystem vorherrschende Druck unter den Öffnungsdruck des Ventildurchgangs absinken kann, bevor der Ventildurchgang der Ventilanordnung erneut in eine Schließstellung gelangt.

Bei der bekannten Ventilanordnung ist insgesamt der relativ hohe Bauaufwand als nachteilig zu bezeichnen, der insbesondere dadurch bedingt ist, daß besondere Mittel zur Unterstützung der Öffnungskraft des Ventildurchgangs vorzusehen sind.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, den Bauaufwand bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art erheblich zu vermindern.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schließkörper derart im Strömungsweg zur Entlastungsstelle angeordnet ist, daß eine Drosselung des abfließenden Mediums erfolgt. Durch die Drosselwirkung des Schließkörpers im Strömungsweg zur Entlastungsstelle entsteht somit am Schließkörper eine Druckkraft, die zusätzlich in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs der Ventilanordnung wirkt. Damit wird erreicht, daß der zum Öffnen des Ventildurchgangs notwendige Systemdruck höher ist als der Druck, der die Ventilanordnung in einer ge-

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öffneten Stellung hält. Eine derartige Funktionsweise ist insbesondere bei Drucksystemen vorteilhaft, bei denen der Systemdruck durch eine Druckmittelpumpe aufgebaut wird. Bekanntlich liefern Druckmittelpumpen einen Druck, der in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit pulsiert. Der Druck am Ausgang der Druckmittelpumpe schwankt also zwischen zwei Grenzwerten.

Die Ventilanordnung ist nun derart bemessen, daß der Öffnungsdruck der Ventilanordnung bei einer Druckspitze an der Druckmittelpumpe erreicht wird. Aufgrund der Pulsation der Druckmittelströmung fällt der Druck an der Druckseite der Druckmittelpumpe um einen bestimmten Betrag ab, wobei zwar der Öffnungsdruck der Ventilanordnung unterschritten wird, die Ventilanordnung jedoch durch die Drosselwirkung des Schließkörpers in einer geöffneten Stellung gehalten wird. Dies hat zur Folge, daß die Ventilanordnung weniger häufig schaltet, wodurch einerseits eine Geräuschverminderung und andererseits eine Reduzierung des Verschleißes eintritt. Außderdem muß die Druckmittelpumpe gegen einen insgesamt niedrigeren Druck fördern, so daß die Energieaufnahme des Pumpenantriebs vermindert wird. Damit verbunden ist eine geringere Erwärmung der Pumpe und des Pumpenantriebs.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß als Schließkörper das Ende eines im wesentlichen zylindrischen Schaftes eingesetzt ist, der mit geringem radialem Spiel in einer Gehäusebohrung geführt ist. Der Schaft bildet somit mit der Wandung der Gehäusebohrung einen Drosselspalt, durch den

das zur Entlastungstelle abfließende Druckmedium gedrosselt wird, so daß auf den Schaft eine zusätzliche Kraft in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs ausgeübt wird, so daß der Öffnungsdruck der Ventilanordnung größer ist als der Haltedruck. Vorteilhaft und besonders einfach ist es ferner, wenn als Schließkörper eine Kugel eingesetzt ist, die durch das Ende des Schaftes in Richtung auf den Ventilsitz kraftbeaufschlagt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann darauf verzichtet werden, den Schaft hinsichtlich seines Durchmessers maßlich besonders genau zu fertigen. Als Schließkörper ist eine Kugel eingesetzt, die als kostengünstiges Normteil einen definierten Drosselspalt im Strömungsweg zur Entlastungsstelle einstellt. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes sieht ferner vor, daß die der Kugel zugewandte Stirnfläche des Schaftes mit einer im wesentlichen kegelförmigen Vertiefung versehen ist, so daß die Kugel in einer definierten Lage zur Wandung der Gehäusebohrung geführt ist. Ferner ist durch die kegelförmige Vertiefung im Schaftende eine definierte Lage der Kugel in Bezug auf den Ventilsitz einstellbar. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Schaftes geringer als der Durchmesser der Kugel ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schnittbildes näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Druckmittelpumpe bezeichnet, die durch einen Elektromotor 2 antreibbar ist.

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Die Druckseite der Druckmittelpumpe 1 steht in Verbindung mit einen hydropneumatischen Druckspeicher 3. Am Druckspeicher 3 ist über eine Druckleitung 4 mindestens ein hydraulischer Verbraucher angeschlossen. Ferner steht der Druckspeicher 3 bzw. die Druckseite der Druckmittelpumpe 1 in hydraulischer Verbindung mit einer Ventilanordnung 5, die über ein Gehäuse 6 verfügt, in dem eine Stufenbohrung 7 angeordnet ist. Die Stufenbohrung 7 verfügt über 3 Bohrungsabschnitte 8,9,10, wobei im Bohrungsabschnitt 10 ein Einsatzteil 11 angeordnet ist, das über eine zentrische Bohrung 12 verfügt, die an ihrem dem Bohrungsabschnitt 9 zugewandten Ende als Ventilsitz 13 ausgebildet ist.

In der aus der Darstellung ersichtlichen Ruheposition der Ventilanordnung liegt am Ventilsitz 13 eine Kugel 14 an, die an einem Druckkörper 15 gegengelagert ist. Das in der Darstellung untere Ende des Druckkörpers 15 ist als zylindrischer Schaft 16 ausgebildet, wobei das der Kugel 14 zugewandte Ende des Schaftes 16 mit einer im wesentlichen kegeligen Ausnehmung 17 versehen ist, so daß die Kugel 14 zentrisch im Bohrungsabschnitt 9 der Stufenbohrung 7 geführt ist. Der Durchmesser der Kugel 14 ist dabei derart bemessen, daß sie mit einem geringen radialen Spiel im Bohrungsabschnitt 9 geführt ist.

Der im Bohrungsabschnitt 8 befindliche Teil des Druckkörpers 15 ist als Federteller 17 ausgebildet, an dem sich eine Druckfeder 18 abstützt. Die Druckfeder 18 ist an einem hülsenförmigen Einsatzteil 19 gegengelagert, das über eine zentrische Bohrung 20 verfügt, die das der Ven-

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tilkugel 14 abgewandte Ende des Druckkörpers 15 aufnimmt. Das Einsatzteil 19 ist ein Sechskant, so daß sich am Außenumfang sechs Durchtrittsöffnungen 25 ergeben. Um eine genaue Einstellung der Druckfeder 18 zu erreichen, wird das Einsatzteil 19 beispielsweise mit einem Gewicht entsprechend der Druckbelastung belastet. Dann wird das Einsatzteil 19 mit dem Gehäuse 6 an der Stelle 22 vorzugsweise dreimal am Umfang verstemmt.

im Betrieb der dargestellten Hydraulikanlage ist der Elektromotor 2 in Betrieb, wodurch die Druckmittelpumpe Druckmittel aus dem drucklosen Nachlaufbehälter 24 entnimmt und unter Druckerhöhung zum Druckspeicher 3 bzw. in die Verbraucherleitung 4 fördert. Der Druck an der Druckseite der Druckmittelpumpe 1 gelangt auch zur Ventilanordnung 5 und wird in der Bohrung 12 des Einsatzteiles wirksam. Somit wird auf die Kugel 14 eine hydraulische Kraft ausgeübt, die durch den in der Bohrung 12 vorherrschenden Druck und den Durchmesser des Ventilsitzes 13 bestimmt ist.

Bei einem vorbestimmbaren Druck im hydropneumatischen Druckspeicher 3 ist die auf die Kugel ausgeübte Druckkraft groß genug, die Kugel 14 von ihrem Sitz 13 abzuheben und den Druckkörper 15 gegen die Kraft der Druckfeder 18 zu verschieben, so daß nunmehr Druckmittel über den geöffneten Ventildurchgang 13,14, die Ventilkammer 23 und die Durchlaßkanäle 25 zum drucklosen Nachlaufbehälter 24 entweicht. Das über den geöffneten Ventildurchgang 13,14 strömende Druckmittel baut infolge der Drossel-

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wirkung der Kugel 14 im Bohrungsabschnitt 9 der Stufenbohrung 7 einen hydraulischen Druck auf, der den Druckkörper 15 zusätzlich in Öffnungsrichtung beaufschlagt, so daß der in der Bohrung 12 vorherrschende Druck einen bestimmten Betrag unter den Öffnungsdruck des Ventildurchgangs 13,14 abfallen muß, bevor die Kugel 14 erneut am Ventilsitz 13 zur Anlage kommt.

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Claims

ALFRED TEVES GMBH 20. Juni 1983

Frankfurt am Main ZL/Je/be

P 5378/ 0871P L. Budecker - 58 J. Schonlau - 1

Patentansprüche

Ventilanordnung zur Begrenzung des Drucks in einem Drucksystem, bei der ein federnd gegen einen Ventilsitz vorgespannter Schließkörper vom Systemdruck beaufschlagt und bei einem vorbestimmbaren Druck vom Ventilsitz abhebbar ist, wodurch ein Strömungsweg zu einer Entlastungsstelle freigegeben wird, und bei. der Mittel vorgesehen sind, die bei geöffnetem Ventil eine zusätzliche Öffnungskraft auf den Schließkörper ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (14) derart im Strömungsweg zur Entlastungsstelle (24) angeordnet ist, daß eine Drosselung des abfließenden Mediums erfolgt.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schließkörper (14) das Ende eines im wesentlichen zylindrischen Schaftes (16) eingesetzt ist, der mit geringem radialem Spiel in einer Gehäusebohrung (9) geführt ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schließkörper eine Kugel (14) eingesetzt ist, die durch das Ende des Schaftes (16) in Richtung auf den Ventilsitz (13) kraftbeaufschlagt ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3/ dadurch gekennzeichnet, daß die der Kugel (14) zugewandte Stirnfläche des Schaftes (16) mit einer im wesentlichen kegelförmigen Vertiefung (17) versehen ist.
5. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Schaftes (16) geringer als der Durchmesser der Kugel (14) ist.