DE7500932U - Druckabschaltventil - Google Patents

Description

Druckabschaltventil

Die Erfindung betrifft ein Druckabschaltventil mit einem Druckanschluß und einem Abflußanschluß·, zwischen denen ein Ventilsitz vorgesehen ist, in dem ein zum Ablaufanschluß hin öffnender federbelasteter Ventilkörper angeordnet ist.

Der Abflußanschluß ist im allgemeinen der Tankanschluß.

Solche Ventile arbeiten stoßweise. Beispielsweise sind solche Ventile zum Abschalten eines Druckes vorgesehen, wenn das angeschlossene Arbeitsgerät, beispielsweise eine Ladebordwand an Kraftfahrzeugen,oder ein Hubgerät überlastet wird. Diese Druckabschaltventile arbeiten in der bekannten Ausführung schlagartig, weil bei einem ■Überdruck, insbesondere einem sich bei überlastung stoßweise aufbauenden Überdruck der Abflußanschluß mit Abheben des Ventilkörpers vollständig freigegeben wird. Insbesondere bei batterie-elektrisch betriebenen Geräten wird dabei durch wiederholte Einschaltung der Anordnung

erfahrungsgemäß der Pumpenantriebsmotor überlastet. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei Ladebordwänden der Versuch gemacht wird, zu hohe Lasten mit den höheren Anlaufmomenten eines elektrischen Antriebsmotors stoßweise zu fördern. Dadurch verbraucht sich die Batterie verhältnismäßig schnell.

Zwar wird durch die auf den Ventilkörper wirkende Feder immer ein Restdruck gewährleistet. Dieser Restdruck läßt sich aber mit der bekannten Ausführung nur schlecht aussteuern.

Es ist zwar bekannt, bei einem solchen Ventil dem Ventilkörper einen Dämpfungskolben zuzuordnen. Dieser ist mittels eines Schaftes mit der Druckseite des Ventilkörpers verbunden und hat im allgemeinen den Durchmesser des Ventilsitzes. Ein solcher Dämpfungskolben kann aber insbesondere bei einem schlagartigen Druckaufbau die stoßweise Belastung des Pumpenmotors nur ungenügend glätten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckabschaltventil der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß der Abfall auf einen Restdruck der dem Leerlaufdruck der Pumpe entspricht bzw. durch die auf den Ventilkörper einwirkende Feder bestimmt ist, in besonderer Weise geregelt wird, wobei insbesondere auch der Aufbau des Druckanstieges zur Regelung des Abflußanschlüsses beiträgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen der auf den Ventilkörper wirkenden Feder und dem Ventilkörper ein Ventilkolben vorgesehen ist, der in einer Bohrung passend geführt ist und einen Abflußanschluß regelt. Durch diese Ausführung wirkt das am sich öffnenden Ventilkörper vorbeiströmende Druckmittel auf den Ventilkolben, der zunächst verschoben werden muß, ehe die Abflußöffnung zunehmend freigegeben wird. Dadurch werden stoßartige Freigaben des Druckmittels zum Tank verhindert. Mit besonderem Vorteil ist dabei der Durchmesser des Ventilkolbens größer als der des Ventilsitzes.

Gemäß eint"· bevorzugten AUiifühi-ungcfürv: ist der an dem Ventilkorpex' abgestützte Ventilkolben bei auf dem Ventilsitz befindlichem Ventilkörper in einer Stellung gehalten, in welcher der Abflußanschluß abgedeckt ist, wobei zwischen dem Ventilsitz und dsm Ventilkolben eine zuti Abfluß mündende Leckolbohrung angeordnet ist. Diese Leckolbohrung hat singeschnürten Querschnitt und den Zweck, daß bei nur geringem Abheben des Ventilkörpers der Steuerkolben noc.a nicht den Abflußanschluß freigeben muß, .'jo daß dadurch eine zusätzliche Drosselung im Sinne eines ruhigen Betriebes gewährleistet ist. Mit besonderem Vorteil ist eine Vorsteuerung für die Lsckö!bohrung vorgesehen, d.h. beispielsweise ein Anschluß mit einem magnetgesteuerten Ve.itil. Dadurch sind verschiedene Betriebsweisen zu erreichen. Um bestimmte Charakteristika zu erreichen, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, daß der Ventilkolben außen mit in axialer Richtung verlaufenden und von seiner Stirnseite ausgehenden Steuernuten versehen ist. Solche Steuernuten sind an sich bekannt. Sie können aber in der vorliegenden Anordnung auch die Leckolbohrung ersetzen.

Zweckmäßig ist der Ventilkolben mittels einer Kugel am Ventilkörper abgestützt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dem als besonderer Einbau vorgesehenen Ventilsitz eine Führungsbuchse für d^n Ventilkolben zugeordnet, welche sich über die Abflußanscfr'Vüsse erstreckt und die im Bereich der Abflußanschlüsse bemessene Abflußöffnungen aufweisen. Hierdurch kann die Ausführung mit dem Ventilkolben als Einbaugruppe in Zuordnung zum Ventilsitz vorgesehen sein.

Zweckmäßig ist der Ventilkolben an der vom Ventilkörper abgekehrten Seite mit einer Sackbohrung ausgeführt, in der das zugekehrte Ende der Feder zum Andruck des Ventilkörpers geführt ist.

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Insbesondere bei Ausführung des Ventilkörpers in konischer Form wird vorteilhaft einbezogen, daß der Ventilkörper an seiner Druckseite mit einem Dämpfungskolben versehen ist. Ein solcher Dämpfungskolben ist vorteilhaft und kann in einer Führung vorgesehen sein, die einteilig mit dem Ventilsitz ausgeführt ist. Ein sehr vorteilhaftes Merkmal der Erfindung in Kombination einer solchen Ausführung mit einem Ventilkolben liegt in einem Flächenverhältnis Ventilkolben zu Dämpfungskolben etwa gleich 10, vorzugsweise in der Größenordnung von 2C Hierdurch wird erreicht, daß der Ventilkolben eine überlagerte folgesteuerung durchführt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform liegt darin, daß in der Führung des Ventilkol.bens nach innen federnd beaufschlagte Rasten angeordnet sind, welche in an der Außenseite des Ventilkolbens angeordnete Rastvertiefungen in Eingriff kommen. Solche Rasten stellen sicher, daß sich vor Ansprechen des Ventilkolbens vor diesem ein Mxndestdruck aufbauen muß, der nicht nur von der die Bewegung des Ventilkörpers bestimmenden Feder abhängt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der Ventilkolben ohnehin durch sein Querschnittsverhältnis eine Einrichtung bildet, die zwar zunächst mit dem Ventilkörper bewegbar ist, danr. aber durch die Druckentwicklung an der Stirnfläche des Ventilkolbens in Abhängigkeit von der allmählichen Freigabe der Abflußöffnung die Charakteristik <äer Feder überlagert.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß eine elastisch zusammendrückbare Abstützung, beispielsweise in Form einer Feder zwischen Ventilkörper und Steuerkolben angeordnet ist.

Bei Anwendung von Rasten sieht eine zweckmäßige weitere Ausbildung mehrere in Axialrichtung hintereinander angeordnete Rastvertiefungen am Ventilkolben vor. Hierbei v,^Tird vorteilhaft einbezogen, daß die Tiefe der Rastvertiefungen zu der dem Ventilkörper zugekehrten Stirnseite des Ventilkolbens hin abnimmt und als Resten federbelastete Kugeln angeordnet sind.

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Dadurch wird die Rastwirkung der Rasten schrittweise vermindert .

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsbeispielen beschrieben, die in den Zeichmangen dargestellt sind. In diesen zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Überdruck-Abschaltventils im Schnitt,

Fig. 2: eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch in einer anderen Ausgestaltung,

Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Einbaumöglichkeit der Ausführungsform nach Fig. 1 vor einem Ölbehälter,

Fig. 4: eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Druckabschaltventils im Schnitt,

Fig. 5: eine Seitenansicht einer weiteren

vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung im Schnitt.

In den Fig. 1 und 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das dargestellte Überdruckabschaltventil hat ein zylindrisches Ventilgehäuse 1, das an seinem offenen Ende eine Stufe 2 und einen Gewindeabschnitt 3 aufweist. In diesen ist eine Anschlußarmatur 4 eingeschraubt, die mit ihrer Stirnseite 5 unter Zwischenfügung einer Dichtung einen Ventilsitz 6 festlegt. Der Ventilsitz hat eine Durchgangsöffnung 7 und ein Kreuzstück 8 mit Zugangsbohrungen 9· Einteilig mit diesem Kreuzstück ist ein Führungszylinder 10

für einen Dämpfungskolben 11 angeordnet. Dieser Führungszylinder erstreckt sich zum offenen Ende 12 der Armatur 4 hin. Dieses offene Ende ist mit einem !Druckanschluß, beispielsweise dem Pumpenanschluß versehen.

In dem Ventilsitz 6 ist ein konischer Ventilkörper 13 geführt. Dieser steht über einen Schaft 14 mit dem Dämpfungskolben in Verbindung. An der Öffnungsseite des Ventilkörpers 13 ist gemäß Fig. 1 ein Stützelement I5 angeordnet, in welchem eine Kugel 16 gelagert ist. Diese Kugel wirkt mit der Mitte der Stirnseite 17 eines Ventilkolbens 18 zusammen. Dieser Ventilkolben ist auch in Fig. 2 gezeigt. Dieser Ventilkolben hat eine Sackbohrung 19, in der ein Ende einer Feder 20 abgestützt ist, deren anderes Ende an einem verstellbaren Federwiderlager 21 abgestützt ist. Dieses verstellbare Federwiderlager ist durch eine Gewindeöffnung 22 in der Stirnwand 23 des Ventilgehäuses 1 geführt und mittels einer Kontermutter 24 festgelegt, so daß die Federspannung einstellbar ist.

In den Fig. 1 und 2 befindet sich der Ventilkörper 13 auf seinem Sitz. In dieser Ausführungsform ist der Ventilkolben 18 so angeordnet, daß seine Stirnseite 17 in Richtung des Ventilkörpers vor radial geordneten AbflußanSchlussen 25 sitzt, d.h., diese Abflußanschlüsse sind abgedeckt. Auch der Raum, in welchem die Feder 20 angeordnet ist, ist mit Abflußanschlüssen 26 versehen. Die AbflußanSchlüsse münden im allgemeinen zum Tank, d.h. sie sind drucklos.

Nach Fig. 1 befindet sich in der beschriebenen Stellung zwischen dem Ventilkolben 18 und dem Ventilkörper I3 eine Leckölbohrung 27» die auch zum Tank offen ist.

Bei schlagartigem Druckaufbau bei 12 wird der Ventilkörper 13 durch den DämpfungskoIben 11 gedämpft abgehoben. Sofern nur eine geringe Menge Druckmittel durch den Ventilsitz gelangt, die durch die Leckölbohrung 27 abfließen kann, wird

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der Abflußaiischluß 25 nicht freigegeben. Jirst bei größerer Menge wandert der Ventilkolben 18 nach rechts, wobei eine allmähliche Freigabedes Abflußanschlusses 25 erfolgt.

Die Abstützung des Ventilko^bens 18 auf einer Kugel IG hat den Vorteil, daß eine VerkantungsfJ¹ eie Führung durch den Ventilkörper möglich ist.

Nach Fig. 2 ist die Leckölbohrung 2/ ausgespart. Stattdessen sind von der Stirnseite 17 des Ventilkolbens 18 ausgehend Steuernuten 28 vorgesehen, von denen mehrere radial um den Umfang verteilt sind. Wenn die Leckölbohrung eingespart v/ird, lassen solche Steuernuten oder wenigstens eine Steuernut oir.en bemessenen Durchgang zum Abflußanschluß 25 zu. Der sich über die Läng:, der Steuernuten ändernde Querschnitt derselben Gibt die Iiöglichkeit verschiedener Charakteristiken. Weiterhin v/ird dabei einbezogen, daß die Steuernuten 28 so kurz sind, daß sie bei in Ausgangsstellung befindlichem Ventilkolben Λί, zunächst keine Verbindung zum Abflußanschluß 25 haben,

Bei der Aasführung nach Fig. 2 ist anstelle der Kugel 16 eine starke Druckfeder 29 angeordnet. Diese Druckfeder hat zweckmäßig eine andere J/ederkonstante als die .li'eder 2C. Zweckmäßig ist sie schwächer, se naß auch dadurch noch ein Dämpfungseffekt erreicht wird.

Ein besonders vorteilhaftes Ii er km al liegt schon in der Kombination eines Dämpfungskolbens 11 und eines Ventilkolbens 18 mit verschiedenen Querschri.itten, wobei der Veritilkolben 18 größeren Querschnitt, insbesondere 10- bis 20-fachen Querschnitt haben kanu. Dabei I ieg"u dann oine besondere vorteilhafte Ausführungsform noch in der ri'.beaiehung des zusätzlichen Kombinationsmerkiaa^ r; mi υ der I'Vdcr 29»

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Bei der Einbauanordnung, die in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Anschlüsse 12 void 25 erkennbar. 3C zeigt eine Verbindung, die die Anordnung des Dämpfungskolbens 11 zum Ausdruck bringt, während 51 die Funktion der Leckb'lbohrung 27 bzw. wenigstens einer Steuernut 28 nach Fig. 2 zeigt.

In Fig. 4 ist eine zusammengesetzte Baugruppe gezeigt, die aus einem Federgehäuse 32, einer Anschlußarmatur 35» die die Abflußanschlüsse 34- hat, und einer Armatur 35 durch Verschraubung zusammengesetzt ist, in deren offenes Ende der Druckanschluß 36 mündet. Bei dieser Ausführung ist einem Ventilsitz 37, dem ebenfalls ein Führungszylinder 38 zugeordnet ist, auch eine Führungsbuchse 39 zugeordnet, die sich bis in das Federgehäuse 32 an <ien Abflußanschlüssen 34 erstreckt und im Bereich der Abflußanschlüsse 34- durch den Ventilkolben 40 gesteuerte Abflußöffnungen 41 aufweist. Hierdurch besteht die Möglichkeit, besondere Charakteristiken vorzusehen, wenn die Abflußöffnungen beispielsweise unrunde, gegebenenfalls elliptische Form haben.

Im übrigen sind gleiche oder auch entsprechende Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht, in der der konische Ventilkörper 13 ebenfalls über eineE|Schaft 14 mit einem Dämpfungskolben 11 verbunden ist. Bei dieser Ausführung fehlt aber das Kreuzstück, und der Druckanschluß 42 mündet im Bereich des Schaftes 14 zwischen Dämpfungskolben II und Ventil-

j körper 15.

; Die Ausführung nach Fig. 5 hat eine Leckölbohrung 2?, so daß

, der Abflußanschluß 25 zum Tank zunächst vollständig

gesperrt ist. Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind in der Wand des Ventilgehäuses 1 Kugelrasten 43, 44 angeordnet, die unter der Belastung von Federn 45, 46 stehen, die bestrebt sind, diese Kugelrasten nach innen auf das Kolbenhemd des Ventilkolbens

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18 zu drücken. Dieses Kolbenhemd oder die Außenseite dieses Ventilkolbens hat wenigstens eine ringsherum laufende dem Krümmungsradius der Kugelrasten 43, 44 entsprechend ausgebildete Rastnut 47 als Rastvertiefung. Dadurch wird das Ansprechen des Ventilkolbens 18 verzögert. Diese Ausführungs-· form kann besonders vorteilhaft sein, wenn anstelle der Kugel 16 nach Mg. 2 eine Druckfeder 29 angeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung sind in axialer Richtung zur Stirnfläche 17 des Ventilkolbens hin versetzt weitere Rastvertiefungen 48, 49 vorteilhaft als ringsherum laufende Nuten, jedoch mit zunehmend geringer Tiefe, angeordnet, so daß zur Überwindung der Verrastung kleinere Kräfte gehören.

Das beschriebene Regelventil bzw. seine Teile pus Ventilkörper, Dämpfungskolben sowie Ventilkolben und Feder sind insbesondere in entsprechender Weise auch in Steuergeräte einbaubar, in denen die Gehäuseteile und Anschlußöffnungen ausgebildet sind. Insofern wird auf die wesentlichen Merkmale auch als Teil eines hydraulischen Steuergerätes Bezug genommen. Es sind auch Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann statt des durch eine Schraube verstellbaren Federwiderlagers 21, das durch die Kontermutter 24 feststellbar ist, auch eine Druckfeder 20 verwendet werden, deren Vorspannung durch einen Handhebel oder ein anderes Stellglied einstellbar ist, beispielsweise üb-;r ein mit dem Stellglied verbundenes Exzenter. Hierdurch können noch besondere Charakteristiken für bestimmte Funktionen vorgesehen sein, die vorgewählt werden können.

Bei der Ausführung mir einer Leckölbohrung gemäiB Figur 1, in welcher der Ventilkolben l8 den Abflußanschluß 25 abdeckt, sieht eine besondere Ausgestaltung vor, daß die Leckölbohrung 27 entfällt. Dadurch lassen sich abweichende Betriebscharakteristika erreichen. Insofern wird einbezogen, daß eine Vorsteuerung für die Leckölbohrung 27 vorgesehen ist, mit welcher der Durchgang gesperrt oder freigegeben werden kann.

Claims (15)

Schutzan&prüche

1. Druckabschaltventil mit einem Druckanschluß und einem Abflußaiischluß, zwischen denen ein Ventilsitz vorgesehen ist, in dem ein zum Ablaufanschluß hin öffnender federbelasteter Ventilkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der auf den Ventilkörper (13) wirkenden Feder (.20) und dem Ventilkörper (13) ein Ventilkolben (13, 40) vorgesehen ist, der in einer Bohrung passend geführt ist und einen Abflußanschluß (25, 34) regelt.

2» Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Ventilkörper (13) abgestützte Ventilkolben (18, 40) "bei auf dem Ventilsitz befindlichem Ventilkörper (13) in einer Stellung gehalten ist, in welcher der Abflußanschluß (25, 34) abgedeckt ist, und daß zwischen dem Ventilsitz (6) und dem Ventilkolben (18, 40) eine zum Abfluß mündende Leckölbohrung (27) angeordnet ist.

KONTENt DRESDNER BANK, KONTO-NR. θ δ 99

POSTSCHECK HAMBURG NR. 193766

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3· Ventil naur: einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (18) außen mir in axialer Richtung verlaufenden und von seiner Stirnseite (17) ausgehenden Steuernuten (28) versehen ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 und 3₅ dadurch gekennzeichnet;, daß die Steuernuten (28) bei i::i avigangsstellveig befindlichem Ventilkolben (18) eine bemessene Verbindung zum 'i'arLkanschluß (25) darstellen.

5- Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (18, 40) mittels einer Kugel (16) am Ventilkorper (13) abgestützt ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (18) mittels einer Druckfeder (29) am Ventilkorper (13) abgestützt ist, die schwächer als die Feder (20) zum Andruck des Ventilkörpers ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem als besonderer Einbau vorgesehenen Ventilsitz (37) eine Führung£:buchse (39) für den Ventilkolben (40) zugeordnet ist, welche sich über uj.« Abflußanschlüsse (34) erstreckt und die im Bereich der Abflußanschlüsse bemessene Abflußöffnungen (41) aufweisen.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkalben (1ö, 4U) an der vom Ventilkorper (13) abgekehrten 3>.ite mit einer Sackbohrung (19) ausgeführt ist, in der das zugekehrte Ende der Feder (20) zum Andruck des Venti I.körpers (.13) geführt ist.

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• 9. Ventil nach (15) einem dea 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch ( sinen ^{; :} 5
- 3 - seiner Druckseite mit einem Dämpfungs- 10. Ventil nach - Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet iso. Ventilkörper an sich bekannten konischen Ventilkörper (13). kolben Anspruch (13) an versehen

11. Ventil nach ^nj;pruch 10, gekennzeichnet durch ein Flächenverhältnis Vonti!kolben (18, 4-0) zu Dämpfungskolben (15) etwa gleich 10, vorzugsweise in der Größenordnung von

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in £er Führung des Ventilkolbens ^18) r.ach innen federnd beaufschlagte Hasten (43, 44) angeordnet sind, welche an der Außenseite des Ventilkolbens angeordneten Rast Vertiefungen (47) in Eingriff kommen.

13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Axialrichtung hintereinander angeordnete Rastvertiefungen (47-49) am Ventilkolben (18) angeordnet sind.

14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Rastvertiefungen (4'/-49) zu der dem Ventilkcrxier zugekehrten Stirnseite (17) des Ventilkolbens (18) hin abnimmt und als Rasten (43, 44) federbe_astete Kugeln angeordnet sind.

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15. Ventil nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet _} daß eine Leckölbohrung (27) mit einer Vorsteuerung beispielsweise vermittels eines magnetgesteuerten Ventils vorgesehen ist.

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