DK155548B - Forstyret trykbegraensningsventil - Google Patents

Description

i

DK 155548 B

5 Opfindelsen angår en forstyret og i en strømningsretning åbnelig trykbegrænsningsventil med et forbindelsen mellem en tilgangs- og en afgangsforbindelse styrende og som et bæger udformet hovedlukkestykke, hvis forside i åbningsretningen er påvirkbar af tilgangs-10 trykket og hvis bagside over en drøvleboring er påvirkbar af nævnte tilgangstryk, idet den af en styrefjeder belastede forstyreventil er anbragt på en sådan måde, at dens styrefjeder belaster hovedlukke-stykket i dets lukkestilling i lukkeretningen.

15 I modsætning til direkte styrede ventiler sikrer trykbegrænsningsventiler med forstyring en virksom dæmpning og en lille strømafhængighed.

20 Der kendes forstyrede trykbegrænsningsventiler med et af en fjeder belastet ventilstempel og en forstyringsventil, der er belastet af en anden fjeder. En sådan trykbegrænsningsventil er for eksempel anvendt som strømreguleringsventil i en pumpe, der er beskre-25 vet i DE offentliggørelsesskrift nr. 1.553.290. I denne ventil kræves der, som nævnt, to fjedre til ventilstempel og til forstyringsventilen. På grund af en styrekanal, der ligger i huset, og som leder trykmedium fra ventilens tilgangsforbindelse til fjeder-30 rummet på bagsiden af ventilstemplet, kræves der forholdsvis stor plads til indbygning af en sådan trykbegrænsningsventil. Dette er en ulempe, fordi der til indbygning i pumper og andre hydrauliske aggregater i almindelighed kun er et meget begrænset indbygnings-

DK 155548 B

2 rum til disposition.

Ved en anden trykbegrænsningsventil, der kendes fra DE offentliggørelsesskrift nr. 2.049.818, var formå-5 let at angive en overtryksventil af begrænset omfang.

Derfor er forstyreventilen anbragt i en ventilbøsning i hovedstemplet i trykbegrænsningsventilen. En enkelt trykfjeder virker på forstyreventilens stempel og i ventilens lukkede stilling via ventilbøsningen også 10 mod hovedstemplet. Fjederen ligger derved i et lavtryksrum og må derfor udformes tilsvarende kraftig. Ventilbøsningen kan gennem det på højtrykssiden virksomme tryk bevæges bort fra hovedstemplet, så fjederen ikke mere er virksom i styringen af hovedstemp-15 let. Svingninger, der optræder i denne tilstand, for hindres gennem anvendelse af et yderligere dæmpningsstempel. Som følge af den i lavtryksrummet anbragte og derfor relativt store trykfjeder, der virker på forstyrestemplet, og den derfor nødvendige 20 ventilbøsning og dæmpningsstemplet kan heller ikke denne kendte ventil udføres i en for indbygning i hydraulikpumper nødvendig lille størrelse.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive 25 en forstyret trykbegrænsningsventil af den nævnte art, som ikke kræver ret megen plads, og som er egnet til en let indbygning i hydrauliske pumper og hydrauliske anlæg, der kun har en lille indbygningsplads. 1

Denne opgave løses ved en forstyret trykbegrænsnings-ventil af den angivne art, hvilken trykbegrænsnings-ventil ifølge opfindelsen er særegen ved, at forsty-reventilens lukkestykke er udformet som en trinventil, hvis store endeflade er forbundet umiddelbart

DK 155548 B

3 med tilgangsforbindelsen og hvis lille endeflade via drøvleboringen ligeledes er forbundet med tilgangsforbindelsen, at forstyreventilens mellem den store og lille endeflade liggende differensflade er forbun-5 det med afgangsforbindelsen, og at forstyreventilens styrefjeder er anbragt i et af hovedlukkestykkets bagside begrænset trykrum.

Yderligere midler til fremme af løsningen af den 10 nævnte opgave fremgår af underkravene.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken 15 fig. 1 viser et længdesnit gennem en udførelses form for trykbegrænsningsventilen ifølge opfindelsen i snit, og fig. 2-8 viser hver sin udførelsesform for tryk-20 begrænsningsventilen, idet kun forstyre ventilen og de omgivende dele er vist i større målestok og i snit.

På tegningen og i den efterfølgende beskrivelse er 25 dele i de enkelte udførelsesformer, der svarer til hinanden, forsynet med numre, der foran et fælles nummer har figurnummeret. Når der i en udførelsesform er dele, som ikke har noget særskilt nummer, betyder det, at de kan beskrives på ganske samme måde som 30 tilsvarende dele i tidligere udførelsesformer.

Et ventilstempel 1, der virker som trykvægt, er aksi-alt forskydeligt i et hus 2. Huset 2 har en tilgangsforbindelse 4, der fører til den ene flade 3 på ven-

DK 155548 B

4 tilstemplet 1, og en afgangs forbindelse 5. En trykfjeder 6 er anbragt i et fjederrum, der vender bort fra stempelfladen 3. I ventilstemplet 1 er der anbragt en forstyringsventil 8 i form af en trinventil, 5 der er belastet af en trykfjeder 6 og har et trinstempel 9.

En drøvleboring 10, der ligger i trinstemplet 9, forbinder tilgangsforbindelsen 4 med fjederrummet 7, så 10 at der hersker samme tryk på ventilstemplet l's to lige store stempelflader og på de to forskelligt store stempelflader på trinstemplet 9. Den differensflade 11, der ligger mellem de to stempelflader på trinstemplet 9, er gennem en tværboring 12 i venti1-15 stemplet 1 forbundet med afgangsforbindelsen 5.

I den i fig. 1 viste neutrale stilling af ventilen holdes trinstemplet 9 ved hjælp af trykfjederen 6 og dermed også ventilstemplet 1 i den viste endestil-20 ling. Hvis trykket i tilgangsforbindelsen 4 overstiger en bestemt størrelse, der er et resultat af størrelsen af kraften fra trykfjederen 6 og størrelsen af differensfladen 11, vil styrestemplet 9 blive forskudt til højre fra sin viste stilling, indtil fje-25 derrummet 7 gennem en på trinstemplet 9 anbragt styrekant 13 og tværboringen 12 bliver forbundet med afgangsforbindelsen 5. Trykket i fjederrummet 7 synker så, så at trykket på stempelfladen 3 af ventilstemplet 1 får overvægt, hvorved ventilstemplet 1 ligele-30 des bliver forskudt til højre mod kraften fra trykfjederen 6. Derved frembringes der en direkte forbindelse fra tilgangsforbindelsen 4 til afgangsforbindelsen 5.

DK 155548 B

5

Ved den i fig. 2 viste udførelsesform for den principielle indretning i fig. 1 er trinstemplet 9 erstattet af et mere enkelt stempel 4 med en stiftlignende fortsættelse 15 og af en kugle 16 med et ventilsæde 5 17 i ventilstemplet 201. Disse dele i fig. 2 er let tere at fremstille og giver en bedre tætningsvirkning.

Forstyreventilen 208 kommer til at virke som trinven-10 til ved, at tværsnitsfladen af stemplet 14 er større end tværsnitsfladen for vehtilsædet 17. Tværsnitsfladen af stemplet 14 svarer sltså til en større tværsnitsflade af trinventilen, medens tværsnitsfladen af ventilsædet 17 svarer til en mindre tværsnitsflade af 15 trinventilen. Kuglen 16 trykkes ved hjælp af en fjedertallerken 18 og en trykfjeder 206 mod ventilsædet 17 for ventilstemplet 201. En drøvleboring 210 forbinder tilgangsforbindelsen 4 med et fjederrum 207.

20 På grund af de store differenstryk og den lille tryk-mediumgennemstrømning ved ventilsædet 17 kræves der kun en meget lille vej for kuglen 16 og dermed også for stemplet 14 til påvirkning af forstyreventilen 208. Det er derfor muligt at opnå en aftætning af 25 stemplet 14 i boringen 19 for ventilstemplet 201 blot ved hjælp af en skive 20 af højviskost formstof. Denne skive 20 hindres ved en radial forspænding i at forskydes aksialt i boringen 19, så at trykket i tilgangsforbindelsen 4 uden friktionstab alene ved hjælp 30 af elasticiteten af skiven 20 overføres til stemplet 14 i forstyreventilen 208.

I almindelighed er skiven 20 tilstrækkelig til at sikre stemplet 14 mod at falde ud af boringen 19 i

DK 155548 B

6 ventilstemplet 201. Hvis ventilen indbygges på en sådan måde, at en stigning af trykhøjden i afgangsforbindelsen ud over trykket i tilgangsforbindelsen 4 er mulig, kan skiven 20 sikres yderligere ved hjælp af 5 en støtteskive, der ikke er vist på tegningen, men for eksempel kan være indrullet i ventilstemplet.

Aftætningen af boringen 19 ved hjælp af skiven 20 muliggør en god pastolerance mellem boringen 19 og 10 stemplet 14, så at man derved får en forenkling af fremstillingen.

Da der på grund af anbringelsen af formstofskiven 20 i boringen 19 mangler en lækstrømning ved stemplet 15 14, bliver en hydraulisk sammenklemning forhindret.

Derved bliver reaktionsnøjagtigheden for forstyreventilen 208 forøget. Samtidig kan man undvære ekstra aflastningriller i stemplet 14.

20 Hele trykbegrænsningsventilen anbringes hensigtsmæs sigt i en indskruningspatron 21. Denne indskrunings-patron kan indskrues i forskellige aggregater, uden at der kræves en nøjagtig bearbejdning af pasboringer i huset. Derved opnår man en let udskiftelighed af 25 ventilen.

Ved den i fig. 3 viste udførelsesform for trykbegrænsning svent i len bliver forstyreventilen 208, som allerede beskrevet ovenfor, kun gennemstrømmet af en 30 meget lille trykmediumstrøm, der kun kræver en meget lille slaglængde for kuglen 16 og dermed en meget lille åbningsspalte mellem denne kugle og ventilsædet 17. På grund af sin lille størrelse virker spalten som et meget fint spaltfilter, der udfiltrerer små

DK 155548 B

7 smudspartikler, som indeholdes i trykmediet. Disse smudspartikler kan afsætte sig på tætningskanten af ventilsædet 17 og føre til en utæthed i forstyreventilen og til et deraf følgende utilstrækkeligt luk-5 ketryk for ventilstemplet 201.

Mellem tilgangsforbindelsen 4 og drøvleboringen 310 er der derfor anbragt et filter 22, som er omsluttet af et rørstykke 23. Til opnåelse af en god filter-10 virkning anvendes et snævermasket filtermateriale.

Herved bevirkes der et forholdsvis stort trykfald, men dette er uden betydning, da der kun strømmer en lille trykmediumstrøm gennem drøvleboringen 310. Et sådant filter kan også anvendes ved andre udførelses-15 former end den i fig. 3 viste.

Til forskel fra udførelsesformen i fig. 2 er kuglen 16 i forstyreventilen 308 erstattet af en kegleventil 24. Ventilkeglen er mindre tilbøjelig til svingninger 20 end kuglen. En stiftformet fortsættelse 315 er forbundet med keglen 24. Derved bliver det muligt til stemplet 314 at anvende en seriefremstillet lagernål.

Ved den i fig. 4 viste udførelsesform er et ventilsæ-25 de 417 i en kegleventil 424 dannet af en ring 25, som er indsættelig i et ventilstempel 401. Denne ring 25 begrænser en mindre tværsnitsflade af trinventilen i radial retning. Ved en todelt byggemåde for ventilsædet 417 i ventilstemplet 401 er det muligt at frem-30 stille ventilsædet meget nøjagtigt.

Ved den i fig. 5 viste udførelsesform er den større tværsnitsflade af trinventilen dannet af en sædeventil 524, medens den mindre tværsnitsflade er dannet

DK 155548B

8 af et stempel 514. Stemplet 514 er ført i en ring 525, der er anbragt i ventilstemplet 501. Drøvlebo-ringen 510 er anbragt i påstrømningsretningen foran forstyreventilen 508. En boring 26 forbinder de to 5 endeflader på forstyreventilen 508 med hinanden, så at der foran og efter forstyreventilen 508 hersker det samme drøvlede tryk. Sædeventilen 524 gennemstrømmes ved denne udførelsesform indefra og udefter.

Derved sikres en større driftssikkerhed ved et slid 10 på ventilsædet 517 og en deraf følgende forøgelse af den virksomme tværsnitsflade med faldende åbningstryk af forstyreventilen 508.

Den i fig. 6 viste udførelsesform er en forenkling af 15 udførelsesformen i fig. 5. Det i ét stykke udførte trinstempel med ventilsædet 524 og stemplet 514 i fig. 5 er i fig. 6 erstattet af en sædeventil 624 i form af en kugle og af et stempel 614 i form af en valse eller en lagernål. Stemplet 614 er ført i en 20 ring 625. Dr ø viebor ingen 610 er anbragt i en drøvle-kappe 27 foran forstyreventilen 608.

Boringen 626 tjener samtidig som udligningsboring for lækolie ved stemplet 614 og ventilstemplet 601 og som 25 dæmpningsboring for ventilstemplet 601.

I fjederrummet 607 er der anbragt en tilslutningsboring 28 til en ikke vist fjernstyringsmekanisme. En fjernstyring af trykbegrænsningsventilen, der er an-30 vendelig ved alle de viste udførelsesformer for ventilen, kan opnås ved, at fjederrummet 607 over fjernstyremekanismen, for eksempel en enkel omkoblingsventil, bliver forbundet med en ikke vist tryk-mediumbeholder.

DK 155548 B

9

En forstyreventil 708 i fig. 7 har et stempel hen-holsvis 714a og 714b på sin større og på sin mindre tværsnitsflade. En drøvleboring 710 er i drøvlekappen 727 anbragt foran forstyreventilen 708.

5 I fig. 8 er en forstyreventil 808 anbragt i en ind-skruningspatron 821. En sådan indretning er principielt også mulig ved alle andre viste udførelsesformer.

10 Ved de ovenfor beskrevne udførelsesformer vokser forspændingen af forstyreventilen med en tiltagende forskydning af ventilstemplet, i modstæning til, hvad der er tilfældet ved kendte forstyrede trykbegrænsningsventiler. Derved får man alt efter størrelsen af 15 fjederkonstanten for trykfjederen en karakteristik, der stiger med reguleringsstrømmen. Denne stigning kan vælges frit ved dimensionering af trykfjederen og åbningstværsnittet for den af ventilstemplet dannede trykvægt inden for vide grænser.

20

Denne egenskab er meget fordelagtig for ventilens dynamiske forhold, da den giver tilbagevirkningsforhold til en tilsluttet reguleringskreds. Dermed kan man uden særlige dæmpningsforholdsregler meget virknings-25 fuldt undertrykke svingninger.

En yderligere fordel ved trykbegrænsningsventilen i-følge opfindelsen ligger i, at den er enkel, og at den kan udføres lille, fordi en anden fjeder og en 30 særlig forbindelseskanal falder bort.

Claims (10)

1. Forstyret og i en strømningsretning åbnelig trykbegrænsningsventil med et forbindelsen mellem en tii- 5 gangs- og en afgangsforbindelse styrende og som et bæger udformet hovedlukkestykke, hvis forside i åbningsretningen er påvirkbar af tilgangstrykket og hvis bagside over en drøvleboring er påvirkbar af nævnte tilgangstryk, idet den af en styrefjeder be-10 lastede forstyreventil er anbragt på en sådan måde, at dens styrefjeder belaster hovedlukkestykket i dets lukkestilling i lukkeretningen, kendetegnet ved, at forstyreventilens (8, 208, 308, 508, 708, 808. lukkestykke er udformet som en trinventil, hvis 15 store endeflade er forbundet umiddelbart med tilgangsforbindelsen (4) og hvis lille endeflade via drøvleboringen (10, 210, 310, 510, 610, 710) ligeldes er forbundet med tilgangsforbindelsen (4), at forstyreventilens mellem den store og lille endeflade lig-20 gende differensflade (11) er forbundet med afgangsforbindelsen (5), og at forstyreventilens styrefjeder (6, 206, 306) er anbragt i et af hovedlukkestykkets bagside begrænset trykrum (7, 207, 307, 607).

2. Trykbegrænsningsventil ifølge krav 1, ken detegnet ved, at den større tværsnitsflade i trinventilen er forbundet med tilgangsforbindelsen (4), medens den mindre tværsnitsflade i trinventilen er forbundet med fjederrummet (7, 207, 307, 607), og 30 at trykfjederen (6, 206, 306) angriber på den mindre tværsnitsflade i trinventilen.

3. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 1 til 2, kendetegnet ved, at den større tvær- DK 155548B snitsflade i trinventilen over en drøvleboring (510, 610, 710) er forbundet med tilgangsforbindelsen (4), medens den mindre tværsnitsflade i trinventilen er forbundet direkte med fjederrummet (7, 207, 307, 5 607).

4. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 2 eller 3, kendetegnet ved, at den større og den mindre tværsnitsflade i trinventilen hver især er 10 dannet af et stempel (714a og 714b).

5. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 2 eller 3, kendetegnet ved, at den større tværsnitsflade i trinventilen er dannet af et stempel 15 (14, 314) og den mindre tværsnitsflade af en sædeven til (16 og 17, 24, 417 og 424).

6. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 2 eller 3, kendetegnet ved, at den større 20 tværsnitsflade i trinventilen er dannet af en sædeventil (517 og 524, 624) og den mindre tværsnitsflade af et stempel (514, 614).

7. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 1 til 25 6, kendetegnet ved, at den mindre tvær snitsflade i trinventilen i radial retning er begrænset af en ring (25, 525, 625), der er indsættelig i ventilstemplet (401, 501, 601). 1

8. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 1 til 5 eller 7, kendetegnet ved, at den større boring (19) i trinventilen er tillukket af en formstof skive (20). DK 155548 B

9. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 1 til 8, kendetegnet ved, at der mellem tilgangsforbindelsen (4) og drøvleboringen (310) er indskudt et filter (22). 5

10. Trykbegrænsningsventil ifølge et af kravene 1 til 9, kendetegnet ved, at forstyreventilen er anbragt i ventilstemplet (1, 201, 301, 401, 501, 601).