DE4304796A1

DE4304796A1 - Pilot-controlled pressure-relief valve

Info

Publication number: DE4304796A1
Application number: DE19934304796
Authority: DE
Inventors: Goetz-Dieter Machat; Karl-Josef Meyer; Guenter Krenzer
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1994-08-18

Abstract

The invention starts from a pilot-controlled pressure-relief valve with a pilot-control piston and a main piston with which a cross-section of flow between a system connection and a tank connection can be varied and which, apart from being acted upon by a spring element, can be acted upon in the closing direction by a pressure which prevails in a rear control space and can be influenced by the pilot-control valve, the control space being connected to the pilot-control valve and via a first nozzle arranged in a control line to the system connection. In order to avoid cavitation erosion and associated wear at the main piston and at the valve seat interacting with the main piston, provision is made for the control line to lead into the system connection in several second nozzles which are connected in series with the first nozzle and in parallel with one another and the total cross-section of which is greater than the cross-section of the first nozzle.

Description

Die Erfindung geht aus von einem vorgesteuerten Druckbegren zungsventil, das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.The invention is based on a precontrolled pressure limiter Zungsventil, which has the features from the preamble of the claim 1 has.

Ein solches Druckbegrenzungsventil ist z. B. aus dem Buch "Der Hydraulik-Trainer", Band 1, Ausgabe 1991, Seite 217 oder 228, herausgegeben von der Mannesmann Rexroth GmbH bekannt. Mit dem Hauptkolben eines derartigen Druckbegrenzungsventils ist der Strömungsquerschnitt zwischen einem Systemanschluß und einem Tankanschluß veränderbar, um dadurch den hydraulischen Druck im Systemanschluß auf einen bestimmten Wert zu begrenzen. Der Hauptkolben ist außer durch ein Federelement durch einen in ei nem rückwärtigen Steuerraum herrschenden Druck in Schließrich tung beaufschlagbar. Der Steuerraum ist mit dem Vorsteuerventil und über eine in einer Steuerleitung angeordnete Düse mit dem Systemanschluß verbunden. Solange der Systemdruck unterhalb des eingestellten Maximaldruckes liegt, ist das Vorsteuerventil ge schlossen und im Steuerraum herrscht ebenfalls Systemdruck. Der Hauptkolben befindet sich in Schließstellung. Erreicht der Sy stemdruck den am Vorsteuerventil eingestellten Druck, so öffnet dieses und verbindet den Steuerraum mit dem Tankanschluß. Sobald die Differenz zwischen dem Systemdruck und dem Druck im Steuer raum der Federkraft entspricht, öffnet der Hauptkolben, so daß Hydraulikflüssigkeit vom Systemanschluß zum Tankanschluß strömen kann. Sinkt der Systemdruck ab, so schließt das Druckbegren zungsventil wieder.Such a pressure relief valve is such. B. from the book "Der Hydraulik-Trainer ", Volume 1, Edition 1991, page 217 or 228, published by Mannesmann Rexroth GmbH. With the The main piston of such a pressure relief valve is the Flow cross-section between a system connection and a Tank connection changeable, in order to thereby the hydraulic pressure in the Limit system connection to a certain value. Of the The main piston is apart from a spring element by an egg pressure in the rear control room in the closing direction actionable. The control room is with the pilot valve and via a nozzle arranged in a control line with the System connection connected. As long as the system pressure is below the set maximum pressure, the pilot valve is ge closed and there is also system pressure in the control room. Of the The main piston is in the closed position. Reaches the Sy stem pressure the pressure set on the pilot valve opens this and connects the control room with the tank connection. As soon as the difference between the system pressure and the pressure in the control space corresponds to the spring force, the main piston opens so that Flow hydraulic fluid from the system connection to the tank connection can. If the system pressure drops, the pressure limitation closes control valve again.

Für vorgesteuerte Druckbegrenzungsventile gibt es Anwendungs fälle, in denen der Druck im Systemanschluß sehr schnell ab fällt. Gewünscht ist ein solcher schneller Druckabfall z. B. bei Gesenkschmiedeanlagen. Um in solchen Anlagen das Umformen des Werkstücks zu erleichtern, ist dieses normalerweise erwärmt, wo bei während des Formvorgangs Wärme vom Werkstück auf das Werk zeug übergeht. Gegen Ende des Formvorgangs liegen das Werkstück und das Werkzeug großflächig aneinander an, so daß zu diesem Zeitpunkt der größte Wärmeübergang zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug stattfindet. Um eine übermäßige Erhitzung und damit einen vorzeitigen Verschleiß des Werkzeugs zu vermeiden, ist man bestrebt, am Ende des Umformvorgangs das unter Druck stehende Ölvolumen möglichst schnell zu dekomprimieren, um den innigen Kontakt zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug möglichst schnell lösen zu können. Diese schnelle Dekompression kann zu einem schnellen Druckabfall im Systemanschluß eines zum hydrau lischen Antrieb einer Schmiedepresse gehörenden Druckbegren zungsventils führen. Auch in anderen Anwendungen ist ein schnel ler Druckabfall im Systemanschluß eines Druckbegrenzungsventils denkbar.There is an application for pilot operated pressure relief valves cases in which the pressure in the system connection drops very quickly falls. Such a rapid pressure drop is desired, for. B. at Drop forging plants. In order to transform the Workpiece, this is usually warmed up where with heat from the workpiece to the work during the molding process stuff passes. The workpiece lies at the end of the molding process and the tool to each other over a large area, so that to this Time of the greatest heat transfer between the workpiece and the tool takes place. To excessive heating and thus One is to avoid premature tool wear endeavors at the end of the forming process to pressurize it Decompress the oil volume as quickly as possible to keep the intimate Contact between the workpiece and the tool if possible to be able to solve quickly. This quick decompression can be too a rapid pressure drop in the system connection one to hydrau presses belonging to a forging press lead valve. It is also fast in other applications Pressure drop in the system connection of a pressure relief valve conceivable.

In den genannten Einsatzfällen zeigen handelsübliche Druckbe grenzungsventile schon nach kurzer Betriebszeit starke Ver schleißerscheinungen am Hauptkolben, an einem mit dem Hauptkol ben zusammenwirkenden Ventilsitz sowie am Ventilgehäuse der Hauptstufe gegenüber der Steuerölentnahmestelle. Bei einem sol chen Verschleiß schließen die Ventile nicht mehr dicht. Wegen des Verschleißes am Gehäuse sind die Dichtheit der Anschlüsse und die Stabilität des Gehäuses nicht mehr gewährleistet. Außer dem gelangen Metallpartikel in den Ölstrom.In the applications mentioned, commercially available pressure limit valves strong ver signs of wear on the main piston, on one with the main piston ben cooperating valve seat and on the valve body of the Main stage opposite the tax oil withdrawal point. With a sol After wear, the valves no longer close tightly. Because of the wear on the housing is the tightness of the connections and the stability of the housing is no longer guaranteed. Except metal particles get into the oil flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzuentwickeln, daß die Verschleißerschei nungen am Gehäuse, am Hauptkolben und an einem mit dem Hauptkol ben zusammenwirkenden Ventilsitz weitgehend vermieden werden.The invention has for its object a piloted Pressure relief valve with the features from the preamble of Claim 1 to evolve so that the wear and tear on the housing, on the main piston and on one with the main piston ben cooperating valve seat can be largely avoided.

Diese Aufgabe wird für ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß die Steuerleitung in mehreren in Reihe zur ersten Düse und parallel zueinander geschalteten zweiten Düsen, deren Gesamtquerschnitt größer als der Querschnitt der ersten Düse ist, in den Systemanschluß mündet. This task is for a pilot operated pressure relief valve with the features from the preamble of claim 1 thereby solved that the control line in several in series to the first Nozzle and second nozzles connected in parallel to one another, whose Overall cross section larger than the cross section of the first nozzle is in the system connection.

Die Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, daß die bei herkömmlichen Druckbegrenzungsventilen auftretenden Schäden am Gehäuse dadurch bedingt sind, daß bei einem schnellen Druckabbau im Systemanschluß trotz der Bewegung des Hauptkolbens in Schließrichtung anfänglich eine große Differenz zwischen dem Druck im Steuerraum und dem Druck im Systemanschluß besteht, aufgrund dessen Steueröl mit hoher Geschwindigkeit vom Steuer raum durch die Düse in den Systemanschluß strömt. Der Flüssig keitsstrahl kavitiert, trifft auf das Gehäuse und erzeugt dort Kavitationserosion. Abgeschlagene Festkörperpartikel geraten in den Bereich des Öffnungsquerschnittes des Ventils und beschädi gen den Hauptkolben und den Ventilsitz. Gemäß der Erfindung wird nun, betrachtet man eine Strömungsrichtung vom Steuerraum in den Systemanschluß, am Ausgang der ersten Düse ein Gegendruck er zeugt, der um einige bar z. B. 5 bis 10 bar höher liegt als der abgesenkte Druck im Systemanschluß. Durch den höheren Gegendruck wird das entstehende Gesamtblasenvolumen kleiner und der kavi tierende Flüssigkeitsstrahl kürzer. Die Gegendruckerhöhung wird gemäß Anspruch 1 dadurch erhalten, daß hinter der ersten Düse mehrere parallel zueinander geschaltete zweite Düsen angeordnet sind.The invention is based first on the knowledge that the damage to conventional pressure relief valves Housing are due to the fact that with a rapid pressure reduction in the system connection despite the movement of the main piston in Closing direction initially a large difference between the There is pressure in the control room and the pressure in the system connection, because of its tax oil at high speed from the wheel space flows through the nozzle into the system connection. The liquid cavitation beam cavities, hits the housing and creates there Cavitation erosion. Chipped solid particles get into the area of the opening cross-section of the valve and damaged against the main piston and the valve seat. According to the invention well, consider a flow direction from the control room to the System connection, a back pressure at the outlet of the first nozzle testifies to a few bar z. B. 5 to 10 bar higher than that reduced pressure in the system connection. Due to the higher back pressure the resulting total bladder volume becomes smaller and the cavi liquid jet shorter. The back pressure increase will obtained according to claim 1 in that behind the first nozzle several second nozzles connected in parallel to each other are.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Druckbe grenzungsventils sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous embodiments of a Druckbe according to the invention limit valve are included in the subclaims.

So befindet sich in der bevorzugten Ausbildung gemäß Anspruch 2 zwischen der ersten Düse und den zweiten Düsen ein Expansions raum. Die zweiten Düsen gehen also nicht unmittelbar von einer dünnen Düsenbohrung der ersten Düse, sondern von dem Expansions raum aus.So is in the preferred embodiment according to claim 2 expansion between the first nozzle and the second nozzle room. The second nozzles do not go directly from one thin nozzle bore of the first nozzle, but from the expansion space out.

Alle zweiten Düsen befinden sich bevorzugt an einem einzigen Dü senkörper, in dem sich gemäß Anspruch 4 vorteilhafterweise auch der Expansionsraum befindet. Für die erste Düse kann dann ein herkömmlicher Düsenkörper verwendet werden.All second nozzles are preferably located on a single nozzle lower body, in which advantageously according to claim 4 the expansion room is located. A can then be used for the first nozzle conventional nozzle body can be used.

Als besonders günstig hat sich eine Anordnung gemäß Anspruch 5 erwiesen. Danach gehen die zweiten Düsen von einer zentralen Bohrung aus und verlaufen senkrecht und insbesondere radial zur Achse der Bohrung. Dadurch wird eine starke Umlenkung des Öl stroms erhalten.An arrangement according to claim 5 has proven particularly favorable proven. Then the second nozzles go from a central one Bore out and run perpendicular and in particular radial to Axis of the hole. This causes a strong redirection of the oil receive electricity.

Grundsätzlich ist es denkbar, einen Düsenkörper der ersten Düse und den Düsenkörper der zweiten Düse separat voneinander im Ven tilgehäuse bzw. am Hauptkolben zu befestigen. Im Hinblick auf einen kleinen Bauraum erscheint es jedoch günstiger, wenn der Düsenkörper der ersten Düse am zweiten Düsenkörper befestigt ist und der zweite Düsenkörper mit dem ersten Düsenkörper in das Ge häuse bzw. in den Hauptkolben eingesetzt ist.Basically, it is conceivable to have a nozzle body of the first nozzle and the nozzle body of the second nozzle separately from each other in the ven valve housing or to be attached to the main piston. With regard a small space, however, it seems cheaper if the Nozzle body of the first nozzle is attached to the second nozzle body and the second nozzle body with the first nozzle body into the Ge housing or in the main piston.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich gemäß Anspruch 7 dadurch, daß der zweite Düsenkörper, also der Düsenkörper mit den zweiten Düsen, mit einer Sackbohrung versehen ist, in deren offenes, zu dem Steuerraum zugekehrten Ende der erste Düsenkörper eingesetzt, insbesondere eingeschraubt ist, und von der die zweiten Düsen ausgehen. Die Sackbohrung dient dabei gleichzeitig als Expansionsraum. Insbesondere gehen die zweiten Düsen in der Nähe des Bodens der Sackbohrung von dieser aus.A particularly simple construction results according to the claim 7 in that the second nozzle body, ie the nozzle body with the second nozzle, is provided with a blind hole, in the open end facing the control room the first nozzle body used, in particular screwed, and of which second nozzles. The blind hole serves at the same time as an expansion space. In particular, the second nozzles go into the Near the bottom of the blind bore from this.

Führt die Steuerleitung durch den Hauptkolben und sind die erste Düse und die zweiten Düsen fest am Hauptkolben angeordnet, so wird eine Ausführung gemäß Anspruch 9 bevorzugt. Danach steht der zweite Düsenkörper mit einem Düsenkopf, in dem sich die zweiten Düsen befinden, über die dem Systemanschluß zugekehrte Stirnseite des Hauptkolbens vor. Dadurch ist es ohne weiteres möglich, die zweiten Düsen senkrecht zur Achse des Hauptkolbens verlaufen zu lassen und die Länge der Düsenbohrungen ohne Rück sicht auf die zur Aufnahme eines Düsenkörpers im Hauptkolben dienende Bohrung frei zu wählen. Es hat sich gezeigt, daß der vorstehende Düsenkopf des vorzugsweise in der Achse des Haupt kolbens angeordneten zweiten Düsenkörpers die Strömung von Druckmittel vom Systemanschluß zum Tankanschluß nicht beein flußt. Bevorzugt wird der Düsenkopf im Durchmesser größer als ein Befestigungsabschnitt des zweiten Düsenkörpers gemacht, so daß er als Anschlag beim Einsetzen des zweiten Düsenkörpers in den Hauptkolben dienen kann. Runs the control line through the main piston and are the first Nozzle and the second nozzles arranged firmly on the main piston, see above an embodiment according to claim 9 is preferred. Then it says the second nozzle body with a nozzle head, in which the second nozzles are located through which the system connection Front of the main piston. This makes it easy possible, the second nozzle perpendicular to the axis of the main piston run and the length of the nozzle holes without back view of the one for receiving a nozzle body in the main piston serving bore to choose freely. It has been shown that the protruding nozzle head preferably in the axis of the main piston arranged second nozzle body the flow of Pressure medium from the system connection to the tank connection is not affected flows. The diameter of the nozzle head is preferably greater than made a mounting portion of the second nozzle body, so that it acts as a stop when inserting the second nozzle body can serve the main piston.

Bei einer Ausbildung gemäß Anspruch 11 sind die aus den zweiten Düsen austretenden Flüssigkeitsstrahlen auf die den Hauptkolben führende Buchse gerichtet. Diese Buchse besteht aus einem gehär teten Material und ist deshalb besonders verschleißfest, so daß, sollte ein aus einer zweiten Düse austretender Flüssigkeits strahl sie erreichen, kaum Schaden angerichtet werden kann.In an embodiment according to claim 11, they are from the second Jets of liquid jetting out onto the main piston leading socket directed. This socket consists of a hardened teten material and is therefore particularly wear-resistant, so that should be a liquid emerging from a second nozzle beam reach them, hardly any damage can be done.

Besonders günstig ist die Reihenschaltung einer ersten Düse mit mehreren parallel zueinander liegenden zweiten Düse in einem Druckbegrenzungsventil gemäß Anspruch 12. Mit einem solchen Druckbegrenzungsventil sollen bei einem plötzlichen Druckanstieg Druckspitzen, die weit über dem eingestellten Maximaldruck lie gen, vermieden werden. Der eingestellte Maximaldruck soll quasi aperiodisch erreicht werden. Dies wird vom Prinzip her dadurch erreicht, daß der in die Kraft zum Öffnen des Vorsteuerventils eingehende Druck zunächst an einer Fläche angreift, die größer als die wirksame Druckfläche am Schließkörper ist und nach dem Druckaufbau im Steuerraum die wirksame Fläche auf die Druckflä che am Schließkörper reduziert ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der ersten Düse und der zweiten Düse wird diese Funktionsweise allenfalls unwesentlich beeinflußt.The series connection of a first nozzle is particularly favorable several second nozzles lying parallel to each other in one Pressure relief valve according to claim 12. With such Pressure relief valve are designed for a sudden pressure increase Pressure peaks that were far above the set maximum pressure conditions are avoided. The set maximum pressure is quasi can be achieved aperiodically. In principle, this becomes achieved that in force to open the pilot valve incoming pressure initially attacks a surface that is larger than the effective pressure area on the closing body and after Pressure build-up in the control room the effective area on the pressure area che on the closing body is reduced. By the invention Formation and arrangement of the first nozzle and the second nozzle this mode of operation is at most insignificantly influenced.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckbegren zungsventils ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Fi guren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.An embodiment of a pressure limiter according to the invention tion valve is shown in the drawings. Based on the Fi guren of these drawings, the invention will now be explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Ausführungsbeispiels und Fig. 1 is a schematic diagram of the embodiment and

Fig. 2 die Hauptstufe des Ausführungsbeispiels in ihrer konstruktiven Ausgestaltung. Fig. 2 shows the main stage of the embodiment in its constructive design.

Das gezeigte Druckbegrenzungsventil weist ein Vorsteuerventil 10 und eine Hauptstufe 11 auf. Das Vorsteuerventil 10 ist als Sitz ventil ausgebildet und besitzt in Form einer Kugel 13 einen Schließkörper, der mit einem Ventilsitz 14 zusammenwirkt. An der Kugel 13 stützt sich über einen Federteller 15 eine Schrauben druckfeder 16 ab, deren Vorspannung mit einer Handverstellein richtung 17 eingestellt werden kann. Kugel 13, Federteller 15 und Schraubendruckfeder 16 befinden sich in einer Ventilkammer 12.The pressure relief valve shown has a pilot valve 10 and a main stage 11 . The pilot valve 10 is designed as a seat valve and has in the form of a ball 13 a closing body which cooperates with a valve seat 14 . On the ball 13 , a helical compression spring 16 is supported via a spring plate 15 , the pretensioning of which can be adjusted with a manual adjustment device 17 . Ball 13 , spring plate 15 and helical compression spring 16 are located in a valve chamber 12 .

Der Ventilsitz 14 wird durch den der Ventilkammer 12 zugekehrten Rand einer Bohrung 18 gebildet, die von der Ventilkammer 12 in eine Kolbenbohrung 19 führt, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Bohrung 18 ist. Die Kolbenbohrung 19, die Boh rung 18 und die Ventilkammer 12 besitzen dieselbe Achse. In der Kolbenbohrung 19 ist ein Kolbenschieber 20 geführt, der mit ei nem durch die Bohrung 18 gehenden Stößel 21 die Kugel 13 in Öff nungsrichtung beaufschlagen kann. Der Querschnitt des Kolben schiebers 20 ist größer als der Querschnitt der Bohrung 18 und damit größer als die Sitzfläche bzw. die wirksame Druckfläche an der Kugel 13, die dem Querschnitt der Bohrung 18 entspricht.The valve seat 14 is formed by the edge of a bore 18 facing the valve chamber 12 , which leads from the valve chamber 12 into a piston bore 19 , the diameter of which is larger than the diameter of the bore 18 . The piston bore 19 , the drilling tion 18 and the valve chamber 12 have the same axis. In the piston bore 19 , a piston slide 20 is guided, which can act upon the ball 13 in the opening direction with a plunger 21 passing through the bore 18 . The cross section of the piston slide 20 is larger than the cross section of the bore 18 and thus larger than the seat surface or the effective pressure surface on the ball 13 , which corresponds to the cross section of the bore 18 .

Das Gehäuse 25 der Hauptstufe 11 nimmt in einer zum Vorsteuer ventil 10 hin offenen, jedoch durch das Gehäuse 26 des Vorsteu erventils verschlossenen Bohrung 27 eine Führungsbuchse 28 für einen Hauptkolben 29 auf. An der dem Gehäuse 26 abgewandten Seite ist die Führungsbüchse 28 zum Systemanschluß 30 des Druck begrenzungsventils hin offen. Im Betrieb steht im Systemanschluß 30 der Systemdruck an. Nahe an seiner dem Systemanschluß 30 zu gekehrten Stirnseite verjüngt sich die Führungsbuchse 28 innen konisch und bildet dadurch einen Ventilsitz 31 für den Hauptkol ben 29. Auch bei geschlossener Hauptstufe, wenn der Hauptkolben auf dem Ventilsitz 31 aufsitzt, überragt die Buchse 28 den Hauptkolben 29 mit einem Abschnitt 32 zum Systemanschluß 30 hin.The housing 25 of the main stage 11 takes in a pilot valve 10 open, but closed by the housing 26 of the pilot valve 27 bore 27, a guide bushing 28 for a main piston 29 . At the side facing away from the housing 26, the guide bush 28 to the system port 30 of the pressure control valve open. In operation, the system pressure 30 is at the system pressure. Close to its front side facing the system connection 30 , the guide bushing 28 tapers conically on the inside and thereby forms a valve seat 31 for the main piston 29 . Even when the main stage is closed, when the main piston is seated on the valve seat 31 , the bushing 28 projects beyond the main piston 29 with a section 32 toward the system connection 30 .

Der topfartige Hauptkolben 29 mit einem Boden 33 schließt mit der Führungsbuchse 28 und mit dem Gehäuse 26 des Vorsteuerven tils 10 einen Steuerraum 34 ein, in dem sich auch eine leicht vorgespannte Schraubendruckfeder 35 befindet, die sich am Ge häuse 26 abstützt und den Hauptkolben 29 in Richtung auf den Ventilsitz 31 zu belastet. Wenn der Hauptkolben 29 vom Ventil sitz 31 abgehoben hat, besteht vom Systemanschluß 30 durch Radi albohrungen 36 in der Führungsbuchse 28 hindurch eine Verbindung zu einem Tankanschluß 37. The pot-like main piston 29 with a bottom 33 includes the guide bushing 28 and the housing 26 of the pilot valve 10, a control chamber 34 in which there is also a slightly preloaded helical compression spring 35 which is supported on the housing 26 and the main piston 29 in Direction to the valve seat 31 too loaded. When the main piston 29 has lifted off the valve seat 31 , there is a connection to a tank connection 37 from the system connection 30 through radial holes 36 in the guide bushing 28 .

Das Vorsteuerventil 10 und die Hauptstufe 11 sind über zwei Steuerkreise I und II miteinander verbunden. Zum Steuerkreis II gehört eine Steuerleitung 40, die vom Systemanschluß 30 in eine auf der dem Ventilsitz 14 abgewandten Seite des Kolbenschiebers 20 gelegene Vorsteuerkammer 22 der Kolbenbohrung 19 führt. In der Steuerleitung 40 liegt eine Dämpfungsdüse 41. Eine weitere Dämpfungsdüse 61 ist fallweise vorhanden. Über die Steuerleitung 40 kann eine Fühlerfläche 42 am Kolbenschieber 20 mit dem Sy stemdruck beaufschlagt werden.The pilot valve 10 and the main stage 11 are connected to one another via two control circuits I and II. The control circuit II includes a control line 40 which leads from the system connection 30 into a pilot chamber 22 of the piston bore 19 located on the side of the spool 20 facing away from the valve spool 14 . A damping nozzle 41 is located in the control line 40 . A further damping nozzle 61 is present in some cases. Via the control line 40 , a sensor surface 42 on the piston slide 20 can be acted upon by the system pressure.

Der Steuerkreis I umfaßt eine Steuerleitung 43, die durch den Boden 33 des Hauptkolbens 29 führt, den Steuerraum 34 und eine Steuerleitung 44 zwischen dem Steuerraum 34 und einer ventil sitzseitig des Kolbenschiebers 20 gelegenen Vorsteuerkammer 23 der Kolbenbohrung 19. In der Steuerleitung 43 im Boden 33 des Hauptkolbens 29 befinden sich mehrere Düsen. Und zwar sind sechs parallel zueinander geschaltete zweite Düsen 45 in Reihe zu ei ner einzigen ersten Düse 46 angeordnet, wobei sich die erste Düse 46 auf der Seite des Steuerraums 34 und die zweiten Düsen 45 auf der Seite des Systemanschlusses 30 befinden. Alle Düsen 45 und 46 werden durch enge Bohrungen mit einer gewissen Länge gebildet.The control circuit I comprises a control line 43 which leads through the base 33 of the main piston 29 , the control chamber 34 and a control line 44 between the control chamber 34 and a pilot chamber 23 of the piston bore 19 located on the valve side of the piston slide 20 . There are several nozzles in the control line 43 in the base 33 of the main piston 29 . Namely, six second nozzles 45 connected in parallel to one another are arranged in series with a single first nozzle 46 , the first nozzle 46 being on the control chamber 34 side and the second nozzle 45 being on the system connection 30 side. All nozzles 45 and 46 are formed by narrow bores with a certain length.

Wie man anhand der Fig. 2 ersieht, befindet sich die Düse 46 in einem ersten Düsenkörper 47, während alle Düsen 45 in einem zweiten Düsenkörper 48 eingebracht sind. Beide Düsenkörper 47 und 48 kann man als Kopfschrauben bezeichnen, die einen mit ei nem Gewinde versehenen Befestigungsabschnitt und einen gegenüber dem Befestigungsabschnitt einen größeren Querschnitt aufweisen den Kopf besitzen. Der Düsenkörper 48 ist in der Achse des Hauptkolbens 29 in dessen Boden 33 soweit eingeschraubt, daß sein Kopf am Boden 33 anliegt. Mit dem Kopf steht also der Dü senkörper 48 über den Hauptkolben 29 in Richtung auf den System anschluß 30 hin vor. Er besitzt eine in Achsrichtung verlaufende zentrale Sackbohrung 49, die von seiner steuerraumseitigen Stirnseite her in ihn eingebracht ist und von der in der Nähe ihres Bodens die Düsen 45 radial abgehen. In Achsrichtung des Hauptkolbens und des Düsenkörpers 48 betrachtet, befinden sich die Düsen 45 auf Höhe des Abschnitts 32 der Buchse 28. Der Dü senkörper 47 ist mit seinem Gewindeabschnitt in die Sackbohrung 49 des Düsenkörpers 48 eingeschraubt, also über diesen mit dem Hauptkolben 29 indirekt verbunden. Vom Steuerraum 34 aus gesehen jenseits der Düse 46 ist durch die Sackbohrung 49 ein Expansi onsraum gebildet. Die Düsen 45 sind gleichmäßig verteilt und ha ben jeweils gleichen Winkelabstand voneinander.As can be seen from FIG. 2, the nozzle 46 is in a first nozzle body 47 , while all of the nozzles 45 are introduced in a second nozzle body 48 . Both nozzle bodies 47 and 48 can be referred to as head screws, which have a fastening section provided with a thread and a larger cross section than the fastening section have the head. The nozzle body 48 is screwed into the axis of the main piston 29 in its base 33 to such an extent that its head rests on the base 33 . With the head is the nozzle body 48 over the main piston 29 in the direction of the system connection 30 out. It has a central blind bore 49 running in the axial direction, which is introduced into it from its end face on the control chamber side and from which the nozzles 45 radially extend in the vicinity of its base. When viewed in the axial direction of the main piston and the nozzle body 48 , the nozzles 45 are located at the level of the section 32 of the bushing 28 . The nozzle body 47 is screwed with its threaded portion into the blind bore 49 of the nozzle body 48 , that is to say indirectly connected to the main piston 29 via the latter. Seen from the control room 34 beyond the nozzle 46 , an expansion space is formed through the blind bore 49 . The nozzles 45 are evenly distributed and have the same angular distance from each other.

Die Ventilkammer 12 ist über einen Kanal 50 mit dem Tankanschluß 37 verbunden.The valve chamber 12 is connected to the tank connection 37 via a channel 50 .

Das gezeigte Druckbegrenzungsventil ist außerdem noch mit einem elektrisch ansteuerbaren Wegeventil 55 versehen, dessen Eingang an die ventilsitzseitige Vorsteuerkammer 23 der Kolbenbohrung 19 und dessen Ausgang an die Ventilkammer 12 angeschlossen ist. Mit dem Wegeventil 55 kann die Hauptstufe 11 auf drucklosen Umlauf geschaltet werden.The pressure relief valve shown is also provided with an electrically controllable directional valve 55 , the input of which is connected to the pilot valve chamber 23 of the piston bore 19 and the outlet of which is connected to the valve chamber 12 . The main stage 11 can be switched to unpressurized circulation with the directional valve 55 .

Bei einem plötzlichen Druckanstieg im Systemanschluß 30 pflanzt sich der Druck mit hoher Geschwindigkeit über die Steuerleitung 40 mit der Düse 41 in die Vorsteuerkammer 22 fort und beauf schlagt die Fühlerfläche 42 des Kolbenschiebers 20. Mit geringer zeitlicher Verzögerung, die in erster Linie durch die Düse 46 bedingt ist, baut sich der Druck über den Steuerraum 34 und die Steuerleitung 44 auch in der Vorsteuerkammer 23 auf und wirkt hier entgegengesetzt zu dem Druck in der Vorsteuerkammer 22 ebenfalls auf den Kolbenschieber 20 und außerdem auf die Kugel 13, wobei hier der Querschnitt des Sitzes 14 die wirksame Fläche ist. Weil der Druckanstieg in der Vorsteuerkammer 23 verzögert gegenüber dem Druckanstieg in der Vorsteuerkammer 22 erfolgt, wird die Kugel 13 durch den Kolbenschieber 20 in Öffnungsrich tung verschoben, sobald die auf die Fühlerfläche 42 wirkende Druckkraft die Kraft der Feder 16 zu überschreiten beginnt. Da die Fühlerfläche größer ist als die wirksame Druckfläche an der Kugel 13, beginnt die Vorsteuerung schon bei einem Druck, der wegen der größeren Fühlerfläche 42 niedriger ist, als der Druck, der in der Vorsteuerkammer 23 notwendig ist, um mit der wirksa men Druckfläche an der Kugel 13 das Vorsteuerventil zu öffnen. In the event of a sudden pressure increase in the system connection 30 , the pressure propagates at high speed via the control line 40 with the nozzle 41 into the pilot chamber 22 and acts on the sensor surface 42 of the piston slide 20 . With a slight time delay, which is primarily caused by the nozzle 46 , the pressure via the control chamber 34 and the control line 44 also builds up in the pilot chamber 23 and acts here opposite to the pressure in the pilot chamber 22 also on the spool 20 and also on the ball 13 , the cross section of the seat 14 being the effective area. Because the pressure increase in the pilot chamber 23 is delayed compared to the pressure increase in the pilot chamber 22 , the ball 13 is moved by the piston valve 20 in the opening direction as soon as the pressure force acting on the sensor surface 42 begins to exceed the force of the spring 16 . Since the sensor area is larger than the effective pressure area on the ball 13 , the pilot control begins at a pressure which is lower because of the larger sensor area 42 than the pressure which is necessary in the pilot chamber 23 in order to start with the effective pressure area the ball 13 to open the pilot valve.

Auch der Hauptkolben 29 öffnet schon bei dem der größeren Fläche 42 entsprechenden niedrigeren Druck. Mit dem weiteren Anstieg des Drucks in der Vorsteuerkammer 23 wird der Kolbenschieber 20 weitgehend druckausgeglichen, so daß schließlich der Querschnitt des Sitzes 14 die zum Offenhalten des Vorsteuerventils wirksame Fläche ist, an der der Solldruck wirken muß, um das Vorsteuer ventil offenzuhalten. Ab dem Öffnen des Hauptkolbens 29 wird so mit die Druckanstiegsgeschwindigkeit verringert. Der Drucksoll wert wird ohne oder mit einer nur sehr geringen Überschwingweite erreicht.The main piston 29 also opens at the lower pressure corresponding to the larger surface 42 . With the further increase in the pressure in the pilot chamber 23 of the spool 20 is largely pressure equalized, so that finally the cross section of the seat 14 is the effective area for keeping the pilot valve open, on which the target pressure must act in order to keep the pilot valve open. From the opening of the main piston 29 , the rate of pressure increase is thus reduced. The pressure setpoint is achieved without or with only a very small overshoot range.

Bei einem langsamen Druckanstieg im Systemanschluß 30 entspricht der Druck im Steuerraum 34 jeweils dem Druck im Systemanschluß 30. Wenn die der Kraft der Feder 16 entsprechende Druckkraft an der Kugel 13 erreicht wird, fließt ein Steuervolumenstrom vom Steuerraum 34 über das Vorsteuerventil 10 zum Tank ab. Wenn die ser Steuervolumenstrom so groß wird, daß das der Kraft der Feder 35 entsprechende Druckgefälle an der Düse 46 und den Düsen 45 überschritten wird, öffnet der Hauptkolben 29 und ein Volumen strom fließt vom Systemanschluß 30 zum Tankanschluß 37, wobei der an der Feder 16 eingestellte Druck im Systemanschluß 30 auf rechterhalten wird. Die Gesamtdruckdifferenz an den Düsen 45, 46 und einer in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneten, evt. in der Leitung 44 vorhandenen weiteren Düse 60 wirkt über den Schieber kolben 20 ebenfalls öffnend auf die Kugel 13. Anteilmäßig ist diese Kraft jedoch bei hohen Drücken vernachlässigbar gering.When the pressure in the system connection 30 increases slowly, the pressure in the control chamber 34 corresponds in each case to the pressure in the system connection 30 . When the pressure force corresponding to the force of the spring 16 is reached on the ball 13 , a control volume flow flows from the control chamber 34 via the pilot valve 10 to the tank. If the water control volume flow becomes so large that the pressure drop corresponding to the force of the spring 35 at the nozzle 46 and the nozzles 45 is exceeded, the main piston 29 opens and a volume flow flows from the system connection 30 to the tank connection 37 , the pressure on the spring 16 set pressure in the system connection 30 is maintained. The total pressure difference at the nozzles 45 , 46 and a further nozzle 60, which is shown in broken lines in FIG. 1 and may be present in the line 44 , also has an opening effect on the ball 13 via the slide piston 20 . Proportionally, however, this force is negligibly low at high pressures.

Einer plötzlichen Druckabsenkung im Systemanschluß 30 kann der im Steuerraum 34, in der Leitung 44 und in der Vorsteuerkammer 23 herrschende Steuerdruck wegen der Düse 46 nur verzögert fol gen. Es strömt deshalb Steueröl aus dem Steuerraum 34 durch die Düse 46 und die Düsen 45 in den Systemanschluß 30. Dabei wird durch die Düsen 45 in der Sackbohrung 49 ein Gegendruck aufge baut, der Kavitationsschäden am Düsenkörper 48 weitgehend ver hindert. Wegen des großen Gesamtquerschnitts der sechs parallel geschalteten Düsen 45 tritt das rückströmende Steueröl aus die sen Düsen mit einer geringen Geschwindigkeit aus, so daß keine Schäden an der Buchse 28 oder am Gehäuse 25 auftreten. Zugleich bleibt bei einem schnellen Druckanstieg im Systemanschluß 30 die Verzögerung des Druckaufbaues in der Vorsteuerkammer 23 gegen über dem Druckaufbau in der Vorsteuerkammer 22 erhalten.A sudden drop in pressure in the system connection 30 can result in the control pressure prevailing in the control chamber 34 , the line 44 and in the pilot chamber 23 because of the nozzle 46 only delayed. It therefore flows control oil from the control chamber 34 through the nozzle 46 and the nozzles 45 in the System connection 30 . A counter pressure is built up by the nozzles 45 in the blind bore 49 , which largely prevents cavitation damage to the nozzle body 48 . Because of the large total cross-section of the six nozzles 45 connected in parallel, the back-flowing control oil emerges from these nozzles at a low speed, so that no damage to the bushing 28 or the housing 25 occurs. At the same time, the pressure build-up in the pilot chamber 23 compared to the pressure build-up in the pilot chamber 22 is maintained in the event of a rapid pressure increase in the system connection 30 .

Claims

1. Pilot-operated pressure relief valve with a pilot valve ( 10 ) and with a main piston ( 29 , with which a flow cross-section between a system connection ( 30 ) and a tank connection ( 37 ) can be changed and which, apart from a spring element ( 35 ) by an in a rear control chamber ( 34 ) prevailing, through the pilot valve ( 10 ) can be influenced pressure in the closing direction, the control chamber ( 34 ) with the pilot valve ( 10 ) and via a control line ( 43 ) arranged first nozzle ( 46 ) with the system connection ( 30 ) is connected, characterized in that the control line ( 43 ) in several in series with the first nozzle ( 46 ) and parallel connected second nozzles ( 45 ), the total cross-section of which is greater than the cross-section of the first nozzle ( 46 ) opens into the system connection ( 30 ).

2. Pressure relief valve according to claim 1, characterized in that there is an expansion space ( 49 ) between the first nozzle ( 46 ) and the second nozzles ( 45 ).

3. Pressure relief valve according to claim 1 or 2, characterized in that all the second nozzles ( 45 ) are in a single gene second nozzle body ( 48 ).

4. Pressure relief valve according to claim 2 and 3, characterized in that the expansion space ( 49 ) in the second nozzle body ( 48 ).

5. Pressure relief valve according to a preceding claim, characterized in that the second nozzles ( 45 ) emanate from a central bore ( 49 ) and extend perpendicularly and in particular in particular radially to the axis of the bore.

6. Pressure relief valve according to one of claims 3 to 5, characterized in that the first nozzle ( 46 ) is formed in a first nozzle body ( 47 ) and that the first nozzle body ( 47 ) is fastened to the second nozzle body ( 48 ), in particular in a bore ( 49 ) of the second nozzle body ( 48 ) is screwed in.

7. Pressure relief valve according to claim 6, characterized in that the second nozzle body ( 48 ) is provided with a blind bore ( 49 ), in the open, the control chamber ( 34 ) facing end of the first nozzle body ( 47 ) inserted, in particular screwed and from which, in particular in the vicinity of the bottom, the second nozzles ( 45 ) extend.

8. Pressure relief valve according to a preceding claim, characterized in that the control line ( 43 ) passes through the main piston ( 29 ) and the first nozzle ( 46 ) and the second nozzles ( 45 ) are arranged fixedly on the main piston ( 29 ).

9. Pressure relief valve according to claim 8, characterized in that the second nozzle body ( 48 ) with a nozzle head, in which the second nozzles ( 45 ) are located, via which the system connection ( 30 ) facing the front side of the main piston ( 29 ) protrudes.

10. Pressure relief valve according to claim 9, characterized in that the second nozzle body ( 48 ) has a Befestigungsab section whose diameter is smaller than the nozzle head.

11. Pressure relief valve according to claim 9 or 10, characterized in that the main piston ( 29 ) is guided in a bush with which the main piston ( 29 ) forms the variable flow cross-section that the second nozzles ( 45 ) in the nozzle head vertically and in particular radially run to the axis of the socket ( 28 ) ver and that the nozzle head is at the level of a portion of the main piston ( 29 ) projecting ( 32 ) of the socket ( 28 ).

12. Pressure relief valve according to a preceding claim, characterized in that a piston valve ( 20 ) of the pilot valve ( 10 ), of which a closing body ( 13 ) of the before control valve ( 10 ) is displaceable in the opening direction, via a second control line ( 40 ) a sensor area ( 42 ), which is larger than the effective pressure area on the closing body ( 13 ), can be opened from the system pressure in the opening direction of the closing body ( 13 ), that the pressure in the control chamber ( 34 ) of the piston slide ( 20 ) on a second surface , which is as large as the Füh ler area ( 42 ) in the closing direction and the closing body ( 13 ) in the opening direction of the pilot valve ( 10 ) can be acted upon and that in the event of a sudden pressure rise in the system connection ( 30 ) the pressure build-up on the second surface of the Piston slide ( 20 ) is delayed compared to the pressure build-up on the sensor surface ( 42 ).