DE69010821T2 - Zweiwegüberdruckventil. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweiwegüberdruckventil, das dazu verwendet wird, zwei Kanäle miteinander in Verbindung zu bringen, wenn der Druckunterschied des Strömungsmittels innerhalb der Kanäle größer ist als ein vorgegebener Wert.
• Es solches Überdruckventil ist besonders geeignet für den Hydraulikkreis einer Servolenkung von Fahrzeugen, um harte Reaktionen am Lenkrad infolge von Hindernissen auf der Straße in bezug auf ein Fahrzeugrad zu vermeiden.
• Bisher war der Fachmann gewöhnt, in derartigen Kreisen, wie sie beispielsweise in der US-A-4 210 170 beschrieben sind, aus der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt sind, zwei separate Ventile zu verwenden, die in Abhängigkeit von der Größe des Druckunterschiedes separat arbeiten. Dies kann beispielsweise dazu führen, daß viel Raum verbraucht wird, Einstellungen erforderlich sind, um asymmetrische Vorgänge zu vermeiden etc.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zweiwegüberdruckventil zu schaffen, das eine kompakte Konstruktion besitzt, sehr einfache Teile aufweist und unabhängig von der Größe des Druckunterschiedes auf identische Weise arbeitet.
• Dieses und andere Ziele werden gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 durch ein Zweiwegüberdruckventil gelöst, mit einem Gehäuse, das eine Sackbohrung aufweist, mit der ein erster und zweiter Kanal in Verbindung stehen, einem ein Ventilelement bildenden Kolben, der die Verbindung zwischen den Kanälen in Ruhelage schließt und mit einem Schaft versehen ist, der mit einer Buchse gleitet, die gleitend innerhalb der Bohrung angeordnet ist, wobei ein Ende der Buchse mit einem Drucklager zusammenwirken kann, das in der Bohrung vorgesehen ist, und ein Teil der Buchse einen Sitz für das Ventilelement bildet, und einer schraubenförmigen Feder, die den Kolben und die Buchse voneinander wegdrückt, so daß der über den ersten Kanal zugeführte Druck eine Fläche des Kolbens und eine an der Buchse vorgesehene Schulter beaufschlagt, um die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kanal zu öffnen, und der über den zweiten Kanal zugefünrte Druck die andere Fläche des Kolbens und ein Ende der Buchse beaufschlagt, um die Verbindung zwischen dem zweiten und ersten Kanal zu öffnen, wobei auf das entgesetzt zum Kolben angeordnete Ende des Schaftes ein Ring geschraubt ist, zwischen dem und der Schulter der Buchse die schraubenförmige Feder angeordnet ist, das in der Bohrung vorgesehene Drucklager durch die Verbindung zweier Bohrungsabschnitte unterschiedlicher Durchmesser gebildet ist, die Buchse innerhalb einer der Bohrungsabschnitte gleitet und die schraubenförmige Feder in dem Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Buchse durch die Schulter gebildet ist, die auf ihrer einen Seite mit dem Drucklager und auf ihrer anderen Seite mit der schraubenförmigen Feder zusammenwirkt, die schraubenförmige Feder in Ruhelage den Ring gegen das Ende der Sackbohrung drückt, das andere Ende der Buchse den Sitz für das Ventilelement bildet und die Buchse innerhalb des Bohrungsabschnittes mit kleinerem Durchmesser gleitet.
• Andere Merkmale und Eigenschaften gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in keiner Weise beschränkend ist, und den beigefügten Patentansprüchen hervor. Es zeigen:
• Figur 1 eine Schnittansicht eines Zweiwegüberdruckventils gemäß der vorliegenden Erfindung in Ruhelage;
• Figur 2 die gleiche Ansicht des Ventils wie Figur 1 in einer Arbeitsstellung des Ventils; und
• Figur 3 die gleiche Ansicht des Ventils wie Figur 1, jedoch in der anderen Arbeitsstellung des Ventils.
• Die Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den Figuren erläutert. Gemäß diesen Figuren umfaßt das dargestellte Überdruckventil ein Gehäuse 11, das hierbei aus zwei Teilen besteht, um einen einfachen Zusammenbau zu ermöglichen. Eine Sackbohrung 9 ist im Gehäuse vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Bohrung durch eine Buchse 12 gebildet, die in eine im Gehäuse vorgesehene Bohrung eingesetzt ist Diese Buchse ist für die Erfindung nicht erforderlich und stellt lediglich ein praktisches Merkmal dar.
• Zwei Kanäle 5, 7 stehen mit der Bohrung 9 in Verbindung. Ein Kolben 21 ist mit einem Schaft 18 versehen, der in eine Buchse 16 gleitet. Diese Buchse 16 weist ein Ende in der Form einer Schulter 13 auf, die mit einem Drucklager 14 zusammenwirken kann, das hier als Stufe innerhalb der Bohrung 9 vorgesehen ist und zwei Bohrungsabschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser bildet. Die Buchse 16 gleitet in den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser. Das andere Ende der Buchse 16 bildet einen Sitz für den Kolben 21, bei dem es sich um ein Ventilelement handelt.
• Ein Ring 15 ist auf das Ende des Schaftes 18 geschraubt und bildet zusammen mit einem Schraubenkopf 24, der an der anderen Stirnfläche dem Kolbens 21 vorgesehen ist, eine Justiereinrichtung. Offensichtlich kann sich dieser Ring 15 nicht innerhalb der Bohrung 9 drehen.
• Eine schraubenförmige Feder 17 ist zwischen dem Ring 17 und der Schulter 13, d.h. innerhalb des Abschnittes der Bohrung mit größerem Durchmesser, angeordnet, um die Buchse 16 und den Kolben 21 voneinander weg zu drücken.
• Der Kanal 5 mündet in eine Kammer 30, die in der Bohrung 9 zwischen der Schulter 13 und dem Ring 15 vorgesehen ist. Diese Kammer 13 steht über einen flachen Abschnitt 19 des Schaftes 18 mit einer Fläche des Kolbens 21 in Verbindung. Der andere Kanal 7 steht mit der anderen Fläche des Kolbens 21 und mit dem Ende der Buchse, das den Sitz für den Kolben 21 bildet, in Verbindung.
• Dieses Zweiwegüberdruckventil funktioniert in der folgenden Weise.
• Wie in Figur 1 gezeigt, ist in der Ruhelage der Druckunterschied des Strömungsmittels innerhalb der beiden Kanäle 5 und 7 geringer als ein vorgegebener Wert, der durch die Vorkompression der Feder 17 vorgegeben ist. Der Ring 15 stößt daher gegen das Ende der Bohrung, und die Buchsenschulter 13 stößt gegen das Drucklager 14. In dieser Position sitzt das Ventilelement, d.h. der Kolben 21, auf seinem Sitz, d.h. dem Ende der Buchse 16. Dies führt zu einem geschlossenen Ventil. Zwischen den beiden Kanälen ist daher keine Verbindung vorhanden, da sich infolge des Unterschiedes des auf die beiden Flächen des Kolbens 21 und auf die beiden Enden der Buchse 16 einwirkenden Drucks ein Teil des Ventils gegen die Federkraft bewegen kann.
• Wenn der Druck des Strömungsmittels innerhalb des Kanales 7 höher ist als der Druck des Strömungsmittels innerhalb des Kanales 5, wie in Figur 2 gezeigt, stößt der Schaft 18 noch gegen das Ende der Bohrung. Die Drücke wirken dann auf jedes Ende der Buchse 16 ein, die gegen die Federkraft nach oben (in der Figur) gleiten kann. Dies führt zu einem Öffnen des Ventils. Die beiden Kanäle 5 und 7 treten miteinander in Verbindung, und das Ventil kehrt in seine Ruhelage zurück, nachdem Strömungsmittel vom Kanal 7 zum Kanal 5 geflossen ist.
• Wenn der Druck des Strömungsmittels im Kanal 5 höher ist als der Druck im Kanal 7, liegt die Schulter 13 in der Buchse 16 fest am Drucklager 14 in der Bohrung an, wie in Figur 3 gezeigt. Dieser Druckunterschied wirkt direkt auf die beiden Flächen des Kolbens 21 ein, der sich über den Schaft 18 und den Ring 15 gegen die auf ihn einwirkende Federkraft nach unten (in der Figur) bewegt. Dies führt zu einem Öffnen des Ventils, und die beiden Kanäle 5 und 7 werden miteinander in Verbindung gebracht, so daß Strömungsmittel vom Kanal 5 zum Kanal 7 fließen kann.
• Die Bewegung des Kolbens 21 und die Bewegung der Buchse 16 werden in beiden Fällen gegen die gleiche Federkraft ausgeführt, die durch Drehen des Schraubenkopfes 24 ohne weiteres justiert werden kann. Durch geeignetes Auswählen der aktiven Flächen dieses Überdruckventils kann dieses in einfacher Weise symmetrisch gemacht werden. In diesem Falle ist die relative axiale Translationslänge - h- zwischen dem Kolben 21 und der Buchse 16 für einen vorgegebenen Unterschied der Strömungsmitteldrücke innerhalb der Kanäle unabhängig vom Vorzeichen dieses Unterschiedes identisch.

Claims (2)

1. Zweiwegüberdruckventil mit einem Gehäuse (11), das eine Sackbohrung (9) aufweist, mit der ein erster und zweiter Kanal (5, 7) in Verbindung stehen, einem ein Ventilelement bildenden Kolben (21), der die Verbindung zwischen den Kanälen (5, 7) in Ruhelage schließt und mit einem Schaft (18) versehen ist, der innerhalb einer Buchse (16) gleitet, die gleitend in der Bohrung (9) angeordnet ist, wobei ein Ende der Buchse (16) mit einem Drucklager (14) zusammenwirken kann, das in der Bohrung (9) vorgesehen ist, und ein Teil der Buchse (16) einen Sitz für das Ventilelement bildet, und einer schraubenförmigen Feder (17), die den Kolben (21) und die Buchse (16) voneinander weg drückt, so daß über den ersten Kanal (5) zugeführter Druck eine Fläche des Kolbens (21) und eine an der Buchse (16) vorgesehene Schulter (13) beaufschlagt, um die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kanal (5 und 7) zu öffnen, und der über den zweiten Kanal (7) zugeführte Druck die andere Fläche des Kolbens (21) und ein Ende der Buchse (16) beaufschlagt, um die Verbindung zwischen dem zweiten und ersten Kanal (7 und 5) zu öffnen, wobei auf das entgegengesetzt zum Kolben (21) angeordnete Ende des Schaftes (18) ein Ring (15) geschraubt ist, zwischen dem und der Schulter (13) der Buchse (16) die schraubenförmige Feder (17) angeordnet ist, das in der Bohrung (9) vorgesehene Druck]ager (14) durch die Verbindung zweier Bohrungsabschnitte unterschiedlicher Durchmesser gebildet ist, die Buchse (16) innerhalb einer der Bohrungsabschnitte gleitet und die schraubenförmige Feder (17) in dem Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Buchse (16) durch die Schulter gebildet ist, die auf ihrer einen Seite mit dem Drucklager (14) und auf ihrer anderen Seite mit der schraubenförmigen Feder (17) zusammenwirkt, die schraubenförmige Feder (17) in Ruhelage den Ring (15) gegen das Ende der Sackbohrung (9) drückt, das andere Ende der Buchse (16) den Sitz für das Ventilelement bildet und die Buchse (16) innerhalb des Bohrungsabschnittes mit kleinerem Durchmesser gleitet.

2. Zweiwegüberdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (15) zusammen mit einem Schraubenkopf (24), der an dem Ende des Schaftes (18) vorgesehen ist, eine Justiereinrichtung bildet und daß der Ring (15) so angeordnet ist, daß er sich innerhalb der Sackbohrung (9) nicht dreht.