DE4135865A1 - Pressure limitation valve in hydraulic plant - has seat body receiving pressure medium flow in lift direction and piston-shaped attachment in outflow direction - Google Patents

Pressure limitation valve in hydraulic plant - has seat body receiving pressure medium flow in lift direction and piston-shaped attachment in outflow direction

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DE4135865A1 DE19914135865 DE4135865A DE4135865A1 DE 4135865 A1 DE4135865 A1 DE 4135865A1 DE 19914135865 DE19914135865 DE 19914135865 DE 4135865 A DE4135865 A DE 4135865A DE 4135865 A1 DE4135865 A1 DE 4135865A1
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Abstract

The piston-shaped attachment (14) is guided in a housing part (18), and on it connects a further piston-shaped attachment of smaller dia. This is guided in a corresp. bore (17) in the housing part (18). The ring space (23) in the housing part limited by the piston-shaped attachment (14) is activated by the pressure medium pressure in the inflow direction of the seat body. The guide bore (16,17) for the piston-shaped attachments (14,15) of the closure body (13) is socket-shaped and has a support surface (21) on a housing stop surface (22) and radial play for alignment of the seat body on the housing seat edge (12). USE/ADVANTAGE - To improve the function of a differential valve for pressure limitation in hydraulic plant, achieving a good damping of the conical closure body.

Description

Die Erfindung betrifft ein als Differentialventil ausgebildetes direktgesteuertes Sitzventil mit zylindrischen Ansätzes verschiedenen Durchmessers zur Druckbegrenzung in hydraulischen Anlagen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a designed as a differential valve direct operated poppet valve with various cylindrical approaches Diameter for pressure limitation in hydraulic systems accordingly the preamble of claim 1.

Derartige Ventile sind im Bild 154 auf Seite 203 des Buches "Ölhydraulik" von E.M. Chaimowitsch, VEB Verlag Technik Berlin 1961, dargestellt.Such valves are shown in Figure 154 on page 203 of the book "Oil Hydraulics" by EM Chaimowitsch, VEB Verlag Technik Berlin 1961.

Im bekannten Fall weist der Sitzkörper in Anströmrichtung eine Verlängerung auf, an deren Ende ein zylindrischer Ansatz in einem Gehäuseteil geführt ist und der von diesem kolbenförmigen Ansatz begrenzte Raum über eine Axialbohrung des Schließkörpers mit dem Federraum verbunden ist.In the known case, the seat body has an extension in the flow direction on, at the end of a cylindrical approach in a housing part and the space delimited by this piston-shaped approach over a Axial bore of the closing body is connected to the spring chamber.

Der von diesem kolbenförmigen Ansatz begrenzte Raum wird somit in der Regel vom Tankdruck beaufschlagt. Die vom Druck beaufschlagte Ringfläche des Schließkörpers wird somit aus der Differenz der Sitzfläche und der Fläche des kolbenförmigen Ansatzes gebildet. In einem weiteren Ausführungs­ beispiel weist der Ventilsitz eine kolbenförmige Verlängerung auf, die einen größeren Durchmesser aufweist als der Ventilsitz. In diesem Falle wird das Ventil in Schließrichtung des Sitzkörpers durchströmt.The space delimited by this piston-shaped approach is thus in usually acted upon by the tank pressure. The ring area under pressure of the closing body is thus the difference between the seat and the Surface of the piston-shaped neck formed. In another execution For example, the valve seat has a piston-shaped extension that has a larger diameter than the valve seat. In this case the valve flows through in the closing direction of the seat body.

Die wirksame druckbeaufschlagte Fläche ist die aus dem kolbenförmigen Ansatz und der Sitzfläche sich ergebende Differenzfläche.The effective pressurized area is that of the piston-shaped one Approach and the resulting difference surface area.

VorliegenderErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Ventile dahingehend zu verbessern, daß eine besonders gute Dämpfung des in der Regel als Kegel ausgebildeten Schließkörpers zu erzielen ist.The object of the present invention is to develop these known valves to improve in that a particularly good damping of the in Rule designed as a cone closing body can be achieved.

Dies wird in besonders einfacher Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erzielt. This is done in a particularly simple manner with the characteristic features of claim 1 achieved.  

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2, nämlich daß die die Führungsbohrungen für die kolbenförmigen Ansätze des Schließkörpers aufnehmende Gehäuseteil hülsenförmig ausgebildet und eine Abstützfläche an einer Gehäusean­ schlagfläche aufweist und radiales Spiel zum Ausrichten des Sitzkörpers auf seine Gehäusesitzfläche aufweist, eine für die Fertigung besonders einfache und wirkungsvolle Ausbildung des Ventils erzielt.In a further embodiment of the invention is according to the characterizing Features of claim 2, namely that the guide holes for housing part receiving the piston-shaped lugs of the closing body sleeve-shaped and a support surface on a housing has face and radial play to align the seat body has on its housing seat surface, one especially for manufacturing simple and effective training of the valve achieved.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 5.Further features of the invention result from claims 3 to 5.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.An embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing.

Die einzige Abbildung zeigt einen Axialschnitt durch ein erfindungs­ gemäßes Differentialventil entsprechend der Erfindung.The only figure shows an axial section through a fiction differential valve according to the invention.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Gehäuseplatte bezeichnet, die in einer Gewindebohrung 2 eine als Ventilgehäuse ausgebildete Einschraubpatrone 3 aufnimmt. Diese Einschraubpatrone 3 weist eine Durchgangsbohrung 4 mit den Bohrungsabschnitten 5, 6 und 7 auf. Der Bohrungsabschnitt 7 ist als Muttergewinde ausgebildet und nimmt die als Hohlschraube ausgebildete Verschlußschraube 8 auf. Die Gehäuseplatte 1 hat eine Zulaufbohrung 9 und eine Ablaufbohrung 10. Der Übergang zwischen der Zulauf- und der Ablaufbohrung ist als kegelförmige Fläche 11 ausgebildet und weist eine Sitzkante 12 für den ebenfalls kegelförmig ausgebildeten Sitzkörper 13 mit Sitzfläche 13a auf. Am Sitzkörper 13 schließt sich ein kolbenförmiger Ansatz 14 und an diesem ein weiterer kolbenförmiger Ansatz 15 geringeren Durchmessers an. In Fig. 1, 1 denotes a housing plate which receives a screw-in cartridge 3 designed as a valve housing in a threaded bore 2 . This screw-in cartridge 3 has a through bore 4 with the bore sections 5 , 6 and 7 . The bore section 7 is designed as a nut thread and receives the locking screw 8 designed as a hollow screw. The housing plate 1 has an inlet bore 9 and an outlet bore 10 . The transition between the inlet and the outlet bore is designed as a conical surface 11 and has a seat edge 12 for the likewise conical seat body 13 with a seat surface 13 a. A piston-shaped extension 14 adjoins the seat body 13 and another piston-shaped extension 15 of smaller diameter adjoins this.

Der Durchmesser des Ansatzes 14 ist größer als der Durchmesser der umlaufenden Sitzkante 12. Die kolbenförmigen Ansätze 14 und 15 sind in den Bohrungsabschnitten 16, 17 in einem hülsenförmigen Gehäuseteil 18 geführt. Entsprechend den Bohrungsabschnitten 5, 6 des als Einschraub­ patrone ausgebildeten Gehäuses weist der hülsenförmige Gehäuseteil 18 einen Teilbereich 19 auf, der einen größeren Durchmesser aufweist als der Teilbereich 20. Die sich damit ergebende radiale Fläche 21 dient als Abstützfläche, an der durch den Durchmessersprung der Durchgangsbohrung des Gehäuses 3 sich ergebende Gehäuseanschlagfläche 22. Der von dem kolbenförmigen Ansatz 14 begrenzte Ringraum 23 der Bohrung 16 des hülsenförmigen Gehäuseteiles 18 steht über eine Radialbohrung 24 und der sich über den kolbenförmigen Ansatz 14 und Ventilkegel 13 sich erstreckenden Axialbohrung 25 mit der Zulaufbohrung 9 in der Gehäuse­ platte 1 in Verbindung. Damit herrscht im Raum 23 derselbe Druck wie in der Zulaufbohrung 9. Die wirksame Ringfläche des kolbenförmigen Abschnittes 14 wird somit vom Eingangsdruck in Schließrichtung des Ventilkegels 13 beaufschlagt. Die daraus resultierende Kraft wirkt der an der vom Eingangsdruck beaufschlagten Kreisfläche des Ventilkegels 13 wirkenden Öffnungskraft entgegen. Die sich mit ihrem einen Ende am Federteller 28 und mit ihrem anderen Ende an der Bodenfläche 29 der Hohlschraube 8 abstützende Druckfeder 27, muß somit nur noch einer verhältnismäßig geringen Öffnungskraft entgegenwirken. Durch entsprechende Wahl der wirksamen Ringfläche sind nur ca. 20% des auf der Kreisfläche des Schließkörpers wirkenden Druckes für die Druckeinstellung zu berück­ sichtigen. Die Druckfeder kann dadurch verhältnismäßigklein und mit einer flachen Federkennlinie ausgewählt werden, woraus eine geringe Druck- Mengenabhängigkeit resultiert. Außerdem ist ein Einstellbereich mit nur einer Feder von 50-350 bar erzielbar. Der Federteller 28 stützt sich mit seiner radialen Fläche 30 auf der Ringfläche 31 des kolbenförmigen Ansatzes 15 ab. Die seitliche Führung des Federtellers 28 erfolgt durch einen weiteren kolbenförmigen Ansatz 32 des Kolbenansatzes 15, indem der Federteller 28 eine diesem Ansatz 32 angepaßte hülsenförmige Verlängerung 33 aufweist. Die Vorspannung der Feder 27 und damit der Druck bei dem das Ventil öffnen soll, läßt sich durch die Einschraubtiefe der Hohlschraube 8 im als Einschraubpatrone ausgebildeten Gehäuse einstellen. Dadurch, daß der Schließkörper 13 mit seinen kolbenförmigen Ansätzen 15 und 14 in einem separaten Gehäuseteil 18 geführt ist und dieses mit seinen Abschnitten 19, 20 radiales Spiel gegenüber den zugeordneten Bohrungsabschnitten 5, 6 des Gehäuses 3 aufweist, kann durch radialen Versatz des Gehäuseteiles 18 der Schließkörper 13 mit seiner Sitzfläche 13a eine korrekte Schließlage auf der gehäuseseitigen Sitzkante 12 einnehmen. Der Ringraum 23 zwischen kolbenförmigen Ansatz 14 und Gehäuseteil 18 wirkt gleichzeitig als Dämpfungsraum, durch den für den Schließkörper 13 auch bei kleinem Öffnungsweg eine weitgehend schwingungsfreie Lage gewährleistet ist. In Richtung des Abströmraumes 35 ist der Ringraum 23 durch eine Dichtung 36 in einer Umfangsnut 37 des kolbenförmigen Ansatzes 14 abgedichtet.The diameter of the extension 14 is larger than the diameter of the peripheral seat edge 12 . The piston-shaped lugs 14 and 15 are guided in the bore sections 16 , 17 in a sleeve-shaped housing part 18 . Corresponding to the bore sections 5 , 6 of the housing designed as a screw-in cartridge, the sleeve-shaped housing part 18 has a partial area 19 which has a larger diameter than the partial area 20 . The resulting radial surface 21 serves as a support surface on the housing stop surface 22 resulting from the change in diameter of the through bore of the housing 3 . The bounded by the piston-shaped extension 14 annular space 23 of the bore 16 of the sleeve-shaped housing part 18 is via a radial bore 24 and the axial bore 25 extending over the piston-shaped extension 14 and valve cone 13 with the inlet bore 9 in the housing plate 1 in connection. The same pressure prevails in space 23 as in inlet bore 9 . The effective annular surface of the piston-shaped section 14 is thus acted upon by the inlet pressure in the closing direction of the valve cone 13 . The resulting force counteracts the opening force acting on the circular area of the valve cone 13 acted upon by the inlet pressure. The compression spring 27 , which is supported at one end on the spring plate 28 and at the other end on the bottom surface 29 of the hollow screw 8 , only has to counteract a relatively small opening force. By appropriate selection of the effective ring area, only about 20% of the pressure acting on the circular area of the closing body is to be taken into account for the pressure setting. The compression spring can therefore be selected to be relatively small and with a flat spring characteristic, which results in a low pressure-quantity dependency. In addition, an adjustment range with only one spring of 50-350 bar can be achieved. The spring plate 28 is supported with its radial surface 30 on the annular surface 31 of the piston-shaped extension 15 . The lateral guidance of the spring plate 28 takes place through a further piston-shaped extension 32 of the piston extension 15 , in that the spring plate 28 has a sleeve-shaped extension 33 adapted to this extension 32 . The preload of the spring 27 and thus the pressure at which the valve is to open can be adjusted by the screw-in depth of the hollow screw 8 in the housing designed as a screw-in cartridge. Characterized in that the closing body 13 with its piston-shaped lugs 15 and 14 is guided in a separate housing part 18 and this with its sections 19 , 20 has radial clearance with respect to the associated bore sections 5 , 6 of the housing 3 , the housing part 18 can be offset radially Closing body 13 with its seat 13 a assume a correct closed position on the housing-side seat edge 12 . The annular space 23 between the piston-shaped extension 14 and the housing part 18 also acts as a damping space, by means of which a largely vibration-free position is ensured for the closing body 13 even with a small opening travel. In the direction of the outflow space 35 , the annular space 23 is sealed by a seal 36 in a circumferential groove 37 of the piston-shaped extension 14 .

Die Querbohrung 24, die über die Axialbohrung 25 den Ringraum 23 mit der Zulaufbohrung 9 verbindet, ist als Düse oder als viskositätsunabhängige Blende ausgebildet und entsprechend dem gewünschten Dämpfungseffekt dimensioniert. Beim Öffnen des Schließkörpers wirkt die Düse bzw. Blende als Ablaufdrossel und verhindert damit ein Überschwingen des Schließkörpers. Damit der Schließkörper 13 gegenüber dem Tankdruck druckausgeglichen ist, wird die vom Tankdruck in Schließrichtung beaufschlagte Fläche des kolbenförmigen Ansatzes 15 der vom Tankdruck in Öffnungsrichtung beauf­ schlagten Differenz-Ringfläche entsprechend der Durchmesserdifferenz aus dem Durchmesser des kolbenförmigen Ansatzes 14 und dem Durchmesser der Sitzkante 12 weitgehend angeglichen.The transverse bore 24 , which connects the annular space 23 to the inlet bore 9 via the axial bore 25 , is designed as a nozzle or as a viscosity-independent orifice and is dimensioned in accordance with the desired damping effect. When the closing body is opened, the nozzle or orifice acts as a discharge throttle and thus prevents the closing body from overshooting. So that the closing body 13 is pressure-balanced with respect to the tank pressure, the area of the piston-shaped extension 15 which is acted upon by the tank pressure in the closing direction is largely matched to the differential ring area affected by the tank pressure in the opening direction in accordance with the diameter difference from the diameter of the piston-shaped extension 14 and the diameter of the seat edge 12 .

Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil baut wesentlich kleiner als die bekannten vergleichbaren marktgängigen Ventile.The pressure relief valve according to the invention is essential smaller than the known comparable valves on the market.

Claims (7)

1. Als Differentialventil ausgebildetes direktgesteuertes Sitzventil mit zylindrischen Ansätzen verschiedenen Durchmessers zur Druck­ begrenzung in hydraulischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkörper (13) vom Druckmittel in Abheberichtung angeströmt wird und in Abströmrichtung einen kolbenförmigen Ansatz (14) aufweist, der in einem Gehäuseteil (18) geführt ist und an diesem Ansatz sich ein weiterer kolbenförmiger Ansatz (15) geringeren Durchmessers anschließt und in einer entsprechenden Bohrung (17) im Gehäuse­ teil (18) geführt ist und sein dem Sitzkörper (13) abgewandtes Ende von einer die Schließkraft des Sitzkörpers (13) bestimmenden Kraft (27) belastet ist und der von dem kolbenförmigen Ansatz (14) begrenzte Ringraum (23) im Gehäuseteil (18) mit dem in Anström­ richtung des Sitzkörpers wirkenden Druck des Druckmittels beaufschlagt ist.1. Designed as a differential valve direct-controlled seat valve with cylindrical lugs of different diameters for pressure limitation in hydraulic systems, characterized in that the seat body ( 13 ) is flown by the pressure medium in the lifting direction and has a piston-shaped projection ( 14 ) in the outflow direction, which in a housing part ( 18 ) is guided and this approach is followed by a further piston-shaped projection ( 15 ) of smaller diameter and is guided in a corresponding bore ( 17 ) in the housing part ( 18 ) and its end facing away from the seat body ( 13 ) is one of the closing force of the seat body ( 13 ) determining force ( 27 ) is loaded and the annular space ( 23 ) delimited by the piston-shaped extension ( 14 ) in the housing part ( 18 ) is acted upon by the pressure of the pressure medium acting in the upstream direction of the seat body. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Führungsbohrung (16, 17) für die kolbenförmigen Ansätze (14, 15) des Schließkörpers (13) aufnehmende Gehäuseteil (18) hülsenförmig ausgebildet und eine Abstützfläche (21) an einer Gehäuseanschlag­ fläche (22) aufweist und radiales Spiel zum Ausrichten des Sitz­ körpers (13) auf der Gehäusesitzkante (12) aufweist.2. Valve according to claim 1, characterized in that the guide bore ( 16 , 17 ) for the piston-shaped lugs ( 14 , 15 ) of the closing body ( 13 ) receiving the housing part ( 18 ) is sleeve-shaped and a support surface ( 21 ) on a housing stop surface ( 22 ) and has radial play for aligning the seat body ( 13 ) on the housing seat edge ( 12 ). 3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkörper (13) mit dem daran anschließenden ersten kolben­ förmigen Ansatz (14) von einer Axialbohrung (25) durchzogen und über zumindest eine mit dieser verbundenen Radialbohrung (24) mit dem von dem Ansatz (14) begrenzten Raum (23) im Gehäuse (18) verbunden ist.3. Valve according to claims 1 and 2, characterized in that the seat body ( 13 ) with the adjoining first piston-shaped projection ( 14 ) is traversed by an axial bore ( 25 ) and via at least one radial bore ( 24 ) connected to it of the approach ( 14 ) limited space ( 23 ) in the housing ( 18 ). 4. Ventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) als Einschraub­ patrone ausgebildet ist und die Schließkraft des Sitzkörpers (13) von einer Druckfeder (27) erzeugt wird, deren dem Sitzkörper abgewandtes Ende sich an der Bodenfläche (29) einer im Gehäuse (3) eingeschraubten Hohlschraube (8) zur Festlegung des Ansprech­ druckes abstützt.4. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the housing ( 3 ) is designed as a screw-in cartridge and the closing force of the seat body ( 13 ) is generated by a compression spring ( 27 ), the end of which faces away from the seat body Bottom surface ( 29 ) of a banjo bolt ( 8 ) screwed into the housing ( 3 ) supports the setting of the response pressure. 5. Ventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des dem Schließkörper (13) zugewandten kolbenförmigen Ansatzes (14) größer ist als der Durch­ messer der Gehäusesitzkante (12).5. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the diameter of the closing body ( 13 ) facing the piston-shaped projection ( 14 ) is larger than the diameter of the housing seat edge ( 12 ). 6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbohrung (24) als Düse oder als viskositätsunabhängige Blende ausgebildet ist.6. Valve according to claim 3, characterized in that the radial bore ( 24 ) is designed as a nozzle or as a viscosity-independent diaphragm. 7. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Tankdruck beaufschlagte Querschnitts­ fläche des kolbenförmigen Ansatzes (15) der in Gegenrichtung vom Tank­ druck beaufschlagten Ringfläche des kolbenförmigen Ansatzes (14) deren Größe sich aus der Querschnittsfläche des kolbenförmigen Ansatzes (14) und der Gehäusesitzkante (12) eingeschlossenen Fläche ergibt, entspricht.7. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional area acted upon by the tank pressure of the piston-shaped extension ( 15 ) of the annular surface acted upon by the tank pressure of the piston-shaped extension ( 14 ), the size of which is derived from the cross-sectional area of the piston-shaped extension ( 14 ) and the housing seat edge ( 12 ) results in the enclosed area.
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