DE3401369C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druckbegrenzungs­ ventil gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Ein solches Druckbegrenzungsventil ist durch die US-PS 28 35 266 bekannt. Bei dem bekannten Ventil sind die Vor­ steuerräume, die über den Drosselkanal jeweils mit der einen Leitung verbunden sind, über das Druckeinstellventil jeweils zur anderen Leitung entlastet. Daraus ergibt sich der Nach­ teil, daß das Steuerverhalten des Ventils für die beiden Durchflußrichtungen unterschiedlich ist, da die Strömungs­ widerstände für die Entlastung der Vorsteuerräume unterschied­ lich sind.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, das im Oberbegriff beschriebene, vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil so auszuge­ stalten, daß es für beide Durchflußrichtungen eine vorgebbare, insbesondere gleiche Steuercharakteristik hat.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird die Identität der Steuercharakteristiken für die beiden Durchflußrichtungen auch dadurch gewährleistet, daß beide Druckeinstellventile simultan einstellbar sind.

Zwar ist es bei einseitig wirkenden Druckbegrenzungsventilen bekannt, den Vorsteuerraum über das voreingestellte Druckein­ stellventil zum Tank zu entlasten. Hierzu ist das vorge­ steuerte, einseitig wirkende Druckbegrenzungsventil, welches durch das Buch "Grundlagen der Ölhydraulik" von W. Back, 4. Aufl. 1979, Seite 242, 243, bekannt ist und welches in seinem Aufbau hinsichtlich seines Ventilkolbens und der Zylinderräume dem durch die US-PS 28 35 266 bekannten Durckbegrenzungsventil weitgehend entspricht, im Knotenpunkt einer Zulaufleitung und der in diese senkrecht einmündenden Tankleitung angeordnet.

Der Vorsteuerraum der größeren Kolbenstufe ist über den Zylin­ derraum der kleineren Kolbenstufe und über einen den Ventil­ kolben koaxial durchdringenden Drosselkanal mit der Tanklei­ tung verbunden.

Wenn dieses Druckbegrenzungsventil im Knotenpunkt von zwei Leitungen angeordnet wird, die wechselweise als Zulaufkanal und Ablaufkanal dienen, so wäre aber bei diesem wie bei dem durch die US-PS 28 35 266 bekannten Ventil der Vorsteuerraum der größeren Kolbenstufe des Ventilkolbens nur über den Drosselkanal des Ventilkolbens zum Ablaufkanal entlastbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 ein doppelt wirkendes Druckbegrenzungsventil;

Fig. 2 den Schaltplan des doppelt wirkenden Druckbegrenzungs­ ventils nach Fig. 1;

Fig. 3 und 4 Alternativausführungen des doppelt wirkenden Druck­ begrenzungsventils.

Der Ventilkolben 1 des Druckbegrenzungsventils nach Fig. 1 steuert den Durchlaß von Kanal A nach Kanal B bzw. umgekehrt von Kanal B nach Kanal A mit seiner Druckbegrenzungsstufe 2. Der Ventilkolben 1 weist neben seiner Druckbegrenzungs­ stufe 2 eine größere Vorsteuerstufe 4 und eine kleinere Vorsteuerstufe 3 auf. Die Vorsteuerstufen 3 und 4 sind in Zylinderräumen, im folgenden als Vorsteuerraum 16 und Vor­ steuerraum 15 bezeichnet, geführt. Der Vorsteuerraum 15 wird über den Kanal 12 und die Drossel 13 mit dem Druck des Kanals B beaufschlagt. Der Vorsteuerraum 16 wird über den Kanal 10 und die Drossel 11 mit dem Druck des Kanals A beaufschlagt. Die Kanäle 10 und 12 sind Axialkanäle im Hauptsteuerkolben 1. Sie können jedoch auch als Kanäle im Gehäuse geführt sein. Die wirksamen Kolbenflächen in den Vorsteuerräumen 15 und 16 können unterschiedlich oder gleich groß sein. Die wirksamen Kolbenflächen der Vorsteuerräume 15 und 16 sind nicht, oder jedenfalls nicht wesentlich, kleiner als die wirksamen Kolbenflächen des Hauptsteuerkolbens 1 im Kanal A bzw. Kanal B. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kolbenflächen gleich groß. Der Ventilkolben 1 wird durch die Feder 17 in seine Schließstellung gedrückt, in der Kanal A gegen­ über Kanal B verschlossen ist bzw. umgekehrt.

Jeder Vorsteuerraum 15 bzw. 16 ist über einen Abströmkanal 18 bzw. 19 mit jeweils einem direkt eingestellten Vorsteuer­ ventil (Einstellventil 20, 21) mit den Vorsteuerkolben 5 bzw. 6 verbunden. Die Vorsteuerkolben 5 und 6 werden durch Federn 7 auf ihre Sitze gedrückt. Die Federkraft 7 kann durch die Einstellschrauben 8 und 9 voreingestellt werden. Durch Voreinstellung der Federkraft 7 wird auch der Druck in den Vorsteuerräumen 15 und 16 eingestellt. Das durch die Vorsteuerkolben 5 und 6 abströmende Öl wird durch den Entlastungskanal 14 drucklos abgeführt.

Zur Funktion bei Stromrichtung A-B: Es herrscht im Kanal A ein höherer Druck als im Kanal B. Der Vorsteuerraum 16 ist mit dem höheren Druck des Kanals A über den Axialkanal 10 durch die Drossel 11 beaufschlagt. Solange die Vorsteuer­ kolben 5 und 6 schließen, ist der Hauptsteuerkolben 1 druck­ ausgeglichen. Die Feder 17 drückt daher den Ventilkolben 1 gegen seinen Sitz zwischen den Kanälen A und B. Wenn nun der Druck im Kanal A und dem Vorsteuerraum 16 so hoch wird, daß die Federkraft 7 am Vorsteuerkolben 6 überschritten wird, öffnet sich der Vorsteuerkolben 6, der Druck im Vorsteuerraum 16 bleibt konstant, es fließt jedoch Öl ab, so daß an der Drossel 11 des Ventilkolbens ein Druckabfall entsteht. Somit ist der Ventilkolben 1 nicht mehr druck- und kraftausgeglichen. Er hebt sich von seinem Sitz zwischen dem Kanal A und dem Kanal B ab, bis sich durch Druckaus­ gleich zwischen Kanal A und Kanal B eine Gleichgewichts­ lage für den Ventilkolben 1 und den Vorsteuerkolben 6 einstellt. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß der Vorsteuerraum 15 mit dem Axialkanal 12 und der Drossel 13 als Dämpfungsglied wirkt, da die Ölverdrängung aus dem Vorsteuerraum 15 durch die Drossel 13 lediglich gedrosselt möglich ist.

Zur Funktion bei Stromrichtung von B nach A: Im Kanal B herrscht der höhere Druck, der sich über den Axialkanal 12 und die Drossel 13 auch im Vorsteuerraum 15 einstellt. Im Vorsteuerraum 16 stellt sich der niedrigere Druck des Kanals A ein. Solange der Vorsteuerkolben 5 unter der Federkraft 7 verschlossen ist, ist der Ventilkolben 1 druck­ ausgeglichen und wird durch die Feder 17 gegen den Sitz zwischen den Kanälen B und A gedrückt. Übersteigt nun der Druck im Kanal B einen bestimmten, durch Einstellung der Feder 7 mittels der Einstellschraube 8 voreingestellten Wert, so öffnet der Vorsteuerkolben 5 und es strömt Öl aus dem Vorsteuerraum 15 über den Abströmkanal 19 in den Entlastungs­ kanal 14. Dadurch hebt sich der Ventilkolben 1 bzw. seine Druckbegrenzungsstufe 2 von ihrem Sitz ab, bis sich der Vorsteuerkolben 5 und der Hauptsteuerkolben 1 in einer Gleichgewichtslage befinden. In diesem Falle erfolgt eine Dämpfung dadurch, daß bei der Bewegung des Ventilkolbens 1 Öl aus dem Vorsteuerraum 16 über den Axialkanal 10 und die Drossel 11 verdrängt wird. Der Schaltplan nach Fig. 2 ver­ wendet dieselben Bezugszeichen wie Fig. 1.

Fig. 3 zeigt, daß eines der Einstellventile (Druckvorspann­ ventile 20 oder 21) ersetzt werden kann, durch ein Wechsel­ ventil 24, an welches die Vorsteuerräume 15, 16 angeschlossen sind und in dessen zentralem Ausgang ein gemeinsames Druck­ vorspannventil 25 liegt. Weiterhin ist es möglich, eines oder beide der Druckvorspannventile 20, 21 durch ein bzw. zwei z. B. elektromagnetische Drucksteuerventile zu ersetzen, durch welche dann der Strom von A nach B und/oder von B nach A gesteuert werden kann.

Das Ausführungsbeispiel eines doppelt wirkenden Druckbegren­ zungsventils nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem Druck­ begrenzungsventil nach Fig. 1 durch die Ausführung der Vorsteuerung. Es sind wiederum zwei kegelförmige Vorsteuer­ kolben 5 und 6 vorgesehen. Diese stützen sich durch die Feder 7 an einem Stützbalken 26 ab. Dieser Stützbalken 26 wird mittig durch eine Einstellschraube 8 unterstützt. Bei dieser Ausführung ist es möglich, mit nur einer Einstell­ schraube die beiden Einstellventile simultan und mit der­ selben Vorsteuerkraft einzustellen.

Claims (3)

1. Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil im Knotenpunkt von zwei Leitungen, die wechselweise als Zulaufkanal und Ablaufkanal dienen können, mit einem beidseitig als Stufenkolben ausgeführten Ventilkolben, dessen auf der einen Seite angeordnete kleinere Stufe als Druckbegrenzungsstufe die jeweils als Zulaufkanal dienende Leitung gegenüber der anderen als Ablaufkanal dienenden Leitung unter Federkraft ver­ schließt oder druckbegrenzend öffnet, während die größere und die auf der anderen Kolbenseite angeordnete kleinere Stufe in jeweils einem geschlosse­ nen, als Vorsteuerraum ausgebildeten Zylinderraum geführt ist, wobei jeder Vorsteuerraum über jeweils einen Drosselkanal mit einer der Leitungen verbunden und über ein voreinge­ stelltes Druckeinstellventil entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Vorsteuerräume (15 bzw. 16) über das jeweils zugehörige Druckeinstellventil (5 bzw. 6) zu einer Tankleitung (14) ungedrosselt entlastbar ist.

2. Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil im Knotenpunkt von zwei Leitungen, die wechselweise als Zulaufkanal und Ablaufkanal dienen können, mit einem beidseitig als Stufenkolben ausgeführten Ventilkolben, dessen auf der einen Seite angeordnete kleinere Stufe als Druckbegrenzungsstufe die jeweils als Zulaufkanal dienende Leitung gegenüber der anderen als Ablaufkanal dienenden Leitung unter Federkraft ver­ schließt oder druckbegrenzend öffnet, während die größere und die auf der anderen Kolbenseite angeordnete kleinere Stufe in jeweils einem geschlosse­ nen, als Vorsteuerraum ausgebildeten Zylinderraum geführt ist, wobei jeder Vorsteuerraum über jeweils einen Drosselkanal mit einer der Leitungen verbunden und über ein voreinge­ stelltes Druckeinstellventil entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerräume (15, 16) mit den beiden Eingängen eines Wechselventils (24) verbunden sind, und
daß der Ausgang des Wechselventils über das Druck­ einstellventil (25) ungedrosselt mit einem Tank verbunden ist.

3. Drukbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Vorsteuerraum (15, 16) zugeordneten Druckein­ stellventile (5, 6) durch einen gemeinsamen, durch eine Feder (7) gehaltenen Waagebalken (26) gemeinsam vorein­ stellbar sind.