WO2010037359A1 - Druckbegrenzungsventil mit zwei druckanschlüssen - Google Patents

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WO2010037359A1
WO2010037359A1 PCT/DE2009/001295 DE2009001295W WO2010037359A1 WO 2010037359 A1 WO2010037359 A1 WO 2010037359A1 DE 2009001295 W DE2009001295 W DE 2009001295W WO 2010037359 A1 WO2010037359 A1 WO 2010037359A1
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WO
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pressure
valve
valve body
port
valve housing
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Application number
PCT/DE2009/001295
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Inventor
Mark Kathan
Reinhold Kraus
Dennis Felker
Andreas Schübel
Original Assignee
Wilhelm Karmann Gmbh I. I.
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/06—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for adjusting the opening pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/02—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
    • F16K39/022—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using balancing surfaces

Definitions

  • the invention relates to a pressure relief valve with a valve body according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.
  • pressure relief Druckbegrenzungsventi ⁇ le be used to limit a maximum allowable pressure, especially in a hydraulic system. If a system pressure reaches a desired, adjustable value, the pressure limiting valve releases an outflow, in particular of hydraulic fluid, into a tank.
  • such a pressure relief valve with a valve body which separates a pressure port of a tank port and is adjustable when a predetermined pressure of a pressure medium at the pressure port against a counterforce generated by a compression spring in a release position in which the Valve body releases the connection between the pressure port and the tank port.
  • the compression spring must be made very strong in this case because it must counteract the entire force acting on the valve body via the pressure connection and these forces can be very great at high pressures.
  • a disadvantage of such a highly trained spring is the relatively strong abrasion, which can lead to contamination of the pressure medium and thereby to an impairment of the functionality of a hydraulic system, in which the pressure relief valve is involved.
  • the invention thus provides a pressure limiting valve with a valve body, which is displaceably mounted in a valve housing between a closure position separating a pressure connection from a tank connection and a release position connecting the pressure connection and the tank connection, the valve body being mounted on the valve body via the pressure connection acting system pressure is less than a at least adjustable via a spring device limit pressure occupies the closed position, and the valve body is adjustable at a system pressure greater than the limit pressure against a counterforce of the spring means in the release position.
  • the pressure connection constitutes a first pressure connection, in addition to which a second pressure connection also acted upon by system pressure is provided, wherein a force acting on the valve body via the second pressure connection acts in the direction of the force acting on the valve body by the spring device.
  • a pressure relief valve according to the invention has the advantage that the spring device can be dimensioned very small and weak, since the spring device essentially only a difference of the force acting on the valve body via the first pressure connection and a force over In order to keep the valve body at a system pressure less than the limit pressure in the closed position, the force acting on the valve body must equalize the second pressure connection. Due to the small dimensioning of the spring device, which may fail, for example, by a factor of 10 smaller than conventional pressure relief valves used spring devices, wear of the spring device in the form of abrasion is advantageously low, and a hydraulic fluid, which may be designed in particular as hydraulic oil is not or hardly soiled.
  • a switching point of the pressure-limiting valve can be set via the spring force of the spring device and via a ratio of a first area of the valve body, to which the system pressure acts via the first pressure connection, and a second area of the valve body, via which the system pressure acts via the second pressure connection ,
  • the first effective area of the valve body facing the first pressure port is larger than the second effective area of the valve body facing the second pressure port, so that one acting over the first area of the valve body Force is greater than acting over the second surface of the valve body force.
  • An inventive pressure relief valve can be designed for maximum system pressures up to 300 bar, wherein a pressure relief valve according to the invention can in principle also be used in hydraulic systems with a larger maximum system pressure.
  • the valve body has a pin-shaped section facing the first pressure port and a pin-shaped section facing away from the first pressure port and having a smaller diameter than the pin-shaped section, so that, for example formed in the form of a coil spring spring device can be arranged in a simple manner in the region of the pin-shaped portion of the valve body. The spring device can thereby be supported in a simple manner on a shoulder formed by the pin-shaped section and the peg-shaped section.
  • the valve body may have a fitting region, via which the valve body cooperates with the valve housing.
  • This fit can be formed as a clearance fit, for example, with an HS bore and a game of three hundredths.
  • This damping is advantageous over a damping in conventional pressure relief valves, in which for a damping pin, which is conventionally arranged in a region below a conical seat of the pressure relief valve, a replacement hole must be provided, which can hardly be freed from chips, so that thereby contamination of the Hydraulic circuit can be conditional.
  • the fitting region of the valve body may be arranged between the pin-shaped section and the pin-shaped section of the valve body, wherein a shoulder for supporting the spring device is provided by the pin-shaped section of the valve body and the fitting region of the valve body. is formed, since the fit region has a larger diam ⁇ ser than the pin-shaped area.
  • the Passungsbe ⁇ empire of the valve body may in this case be arranged on a side facing the head of the pressure relief valve side of the tank connection.
  • a second tank connection can be provided in the region of the spring chamber of the spring device.
  • a sleeve device is provided in an advantageous development of the invention, which preferably cooperates in a form-fitting manner with the valve housing for axial fixing in the valve housing.
  • About the sleeve device can advantageously be set, the limit pressure from which the valve body is moved from its closed position to its release position.
  • the sleeve device for axial fixing in the valve housing has a groove into which a in the installation situation of the sleeve device overlapping the groove of the valve housing arranged groove of the valve housing can be embossed.
  • a simple seal between the sleeve device and the valve body or the valve housing can, for. B. each be realized by means of an O-ring, wherein such O-rings advantageously also serve to damp a movement of the valve body.
  • an expansion ⁇ part may be introduced in one of the bore opening zuge ⁇ facing upper head portion of the valve housing, which has a diameter greater than an inner diameter of the head portion of the valve housing ⁇ and is provided for pressing the head portion of the valve housing with the component.
  • an internal pressure acts on the head region of the pressure-limiting valve in the circumferential direction, which mechanically deforms a wall of the valve housing in the region of the head region, in particular in an outer region with a knurling or notch, due to the smaller inner diameter.
  • the wall of the valve housing is thereby braced on the one hand against the component.
  • the expansion part is thereby pressed in the valve housing.
  • a separate seal may be provided, for example in the form of an O-ring for sealing the valve housing with respect to the bore of the component.
  • an area of the valve housing for example a region above the expansion part arranged in the valve housing, can be fixed in an advantageous development. tion of the expansion part in the valve housing formed, in particular crimped, be.
  • the expansion member may be spherical in a particularly simple exporting ⁇ tion of the invention, wherein in a press-fitting of the ball in the valve housing a provided for example on the outer wall of the valve housing knurling rear rolling claw or the like, in a wall portion of the bore of the control block, in the pressure limiting valve is inserted, clawed or pressed and the pressure limiting valve is fixed firmly on the control block via the valve housing.
  • a collar in the head region of the valve housing constricts slightly together, so that the expansion part is automatically secured against a rearward movement of the valve housing.
  • the expansion member may be formed in this conical formations also peg-shaped or similar.
  • a seal of the head region of the pressure limiting valve with respect to the system pressure can be realized in a simple embodiment of the invention with a set screw with a seal which is introduced into the head region of the valve housing.
  • a filter device can be arranged in a bottom region of the valve housing facing the journal-shaped section of the valve body.
  • Fig. 1 is a simplified assembly diagram of a
  • Fig. 2 is a simplified sectional view along the
  • FIG. 3 is a simplified expansion view of the pressure relief valve of Figures 1 and 2.
  • a pressure relief valve 1 is shown, which can be used to limit a system pressure P in a hydraulic system and this example can be used in a non-illustrated bore formed as a control block component.
  • the pressure limiting valve 1 has to limit the system pressure P in Fig. 2 apparent, stored in a valve housing 2, a generally piston-shaped valve body 3, which between a first pressure port 5 from a first tank port 7 - in Fig. 2 - Closing position and an axially in the valve housing 2 in the vertical direction relative to the closed position moved release position is movable.
  • the first pressure port 5 is connected to the first tank port 7, and in particular hydraulic fluid designed as hydraulic oil can flow from the first pressure port 5 into a tank T connected to the first tank port 7.
  • the first pressure port 5 is arranged in the region of a conical seat 8 in a bottom region of the pressure limiting valve 1 and the first tank port 7 in a lateral region of the valve housing 2 approximately at the level of a lower portion 13 of the valve body 3 on the valve housing 2.
  • the valve body 3 has a pin-shaped section 11, which in the present case has a diameter of approximately 3 mm, facing a head region 9 of the pressure-limiting valve 1, and a pin-shaped section 13 facing the first pressure port 5, which, when the valve body 3 is in its closed position, abuts against a sealing seat 14 of FIG Pressure relief valve 1 is pressed and the first pressure port 5 thus separates from the first tank port 7. In its release position, the pin-shaped portion 13 of the valve body 3 is separated from the sealing seat 14, so that the first pressure port 5 is connected to the first tank port 7.
  • a fitting portion 15 is arranged, which has a small clearance relative to the valve housing 2 and by means of which a movement of the valve body 3 in the valve housing. 2 is dampened.
  • the second pressure port 21 is arranged laterally on the valve housing 2 in a region facing the head region 9 of the pressure limiting valve 1 above the valve body 3.
  • a resulting force acting on the valve body 3 results from a comparison of the force acting upwards over the first pressure connection 5 and the force acting downwards together with the spring force via the second pressure connection 21.
  • the valve body 3 If the force acting upwards is smaller than the forces acting downwards, the valve body 3 is in the closed position. Conversely, the valve body is in the release position.
  • the system pressure P increases, the force acting on the valve body 3 via the first surface 17 increases more than the force transmitted to the valve body 3 via the second surface 23 due to the larger area. From a certain limit pressure, which is adjustable over the area ratio of the first surface 17 to the second surface 23 and the spring strength of the spring device 19, the force acting on the first surface 17 exceeds the force acting on the second surface 23 together with the spring force of the spring device 19, so that the valve body 3 is moved to its release position. Hydraulic fluid may then flow from the first pressure port 5 via the first tank port 7 into the tank T. As a result, the system pressure P decreases.
  • valve body 3 If the system pressure P falls below the limiting pressure, the valve body 3 is moved back into its closed position, so that the first pressure port 5 is again separated from the first tank port 7.
  • the spring force generated by the spring device 19 is supported, on the one hand, in a region facing the region of the conical seat 8 or a bottom region of the pressure limiting valve 1 on a shoulder 25, which is formed by the different diameters of the pin-shaped section 11 and the fitting region 15.
  • the spring device 19 is supported in a region facing the head region 9 of the pressure limiting valve 1 on a sleeve device 27 arranged in the valve housing 2.
  • the sleeve device 27 in a region facing the head region 9 of the pressure limiting valve 1, the sleeve device 27 has a groove 29 running in the circumferential direction, which in the installation position of the sleeve device 27 is arranged essentially in the region of a groove 31 of the valve housing 2.
  • an impression of the groove 31 of the valve housing 2 and the groove 29 of the sleeve device 27 is made in a manner not shown, for example from the outside, so that the sleeve device 27 are positively fixed in the valve housing 2 can.
  • the sleeve device 27 is presently sealed via an O-ring 33 against the pin-shaped portion 11 of the valve body 3 and a further O-ring 35 relative to the valve housing 2, wherein the O-rings 33, 35 also movement of the valve body 3 in the valve housing dampen.
  • Hydraulic fluid can penetrate via the fitting region 15 into a spring clearance 37 of the spring device 19 present between the sleeve device 27 and the shoulder 25.
  • a second tank connection 39 which is arranged laterally on the valve housing 2 in the region of the spring chamber 37, is provided, through which hydraulic fluid located in the spring chamber 37 can flow into the tank T.
  • a filter device 41 is further provided, which is formed with a sleeve 43 and a sieve 45.
  • the filter device 41 serves to prevent a possibly releasing chip from entering the hydraulic circuit.
  • a presently spherical expansion member 43 is inserted, which has a smaller diameter than an inner diameter of the valve housing 2 in the head region 9.
  • An outer wall 45 of the valve housing 2, which is presently formed with a knurling 46 is pressed in an insertion of the expansion part 43 in the valve housing 2 against the wall of the bore, so that the pressure relief valve 1 is fixed firmly and tightly in the bore.
  • the pressure relief valve 1 is sealed on the one hand with respect to the bore.
  • the expansion part 43 seals the head region 9 of the pressure limiting valve 1 with respect to the second pressure connection 21, so that no separate sealing device has to be provided for this purpose.
  • two O-rings 49, 51 provided on the outer wall 45 of the pressure relief valve 1, wherein the first O-ring 49 of these in a region of the conical seat 8 facing region below the second pressure port 21 and the further O-ring 51 in a the region of the conical seat 8 of the pressure relief valve 1 facing region below the first tank port 7 is arranged.

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Abstract

Es wird ein Druckbegrenzungsventil (1) mit einem Ventilkörper (3) vorgeschlagen, wobei der Ventilkörper (3) zwischen einer einen Druckanschluss (5) von einem Tankanschluss (7) trennenden Verschlussstellung und einer den Druckanschluss (5) und den Tankanschluss (7) verbindenden Freigabestellung in einem Ventilgehäuse (2) verschiebbar gelagert ist. Dabei nimmt der Ventilkörper (3) bei einem über den Druckanschluss (5) auf den Ventilkörper (2) wirkenden Systemdruck (P) kleiner als ein wenigstens über eine Federeinrichtung (19) einstellbarer Grenzdruck die Verschlussstellung ein, und ist bei einem Systemdruck (P) größer als der Grenzdruck entgegen einer Gegenkraft der Federeinrichtung (19) in die Freigabestellung verstellbar. Erfindungsgemäß stellt der Druckanschluss (5) einen ersten Druckanschluss dar, welcher neben einem zweiten ebenfalls mit Systemdruck (P) beaufschlagten Druckanschluss (21) vorgesehen ist, wobei eine von dem Systemdruck (P) über den zweiten Druckanschluss (21) auf den Ventilkörper (3) wirkende Kraft in Richtung der von der Federeinrichtung (19) auf den Ventilkörper (3) wirkenden Kraft wirkt.

Description

DRUCKBEGRENZUNGSVENTIL MIT ZWEI DRUCKANSCHLÜSSEN
Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkörper nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Auch als Überdruckventile bezeichnete Druckbegrenzungsventi¬ le werden dazu eingesetzt, um einen maximal zulässigen Druck insbesondere in einem Hydrauliksystem zu begrenzen. Erreicht ein Systemdruck einen gewünschten einstellbaren Wert, so gibt das Druckbegrenzungsventil einen Abfluss insbesondere von Hydraulikflüssigkeit in einen Tank frei.
Beispielsweise aus der DE 198 52 409 Al ist ein derartiges Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkörper bekannt, welcher einen Druckanschluss von einem Tankanschluss trennt und bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes eines Druckmediums am Druckanschluss gegen eine von einer Druckfeder erzeugte Gegenkraft in eine Freigabestellung verstellbar ist, in der der Ventilkörper die Verbindung zwischen dem Druckanschluss und dem Tankanschluss freigibt.
Die Druckfeder muss hierbei allerdings sehr stark ausgebildet werden, da sie der gesamten über den Druckanschluss auf den Ventilkörper wirkenden Kraft entgegenwirken muss und diese Kräfte bei hohen Drücken sehr groß ausfallen können. Nachteilig ist bei einer derartig stark ausgebildeten Feder der vergleichsweise starke Abrieb, welcher zu einer Verschmutzung des Druckmediums und hierdurch zu einer Beeinträchtigung der Funktionalität eines Hydrauliksystems, in das das Druckbegrenzungsventil eingebunden ist, führen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckbegrenzungsventil zu schaffen, bei welchem auch bei hohen System- drücken eine klein dimensionierte Federeinrichtung einge¬ setzt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Druckbegrenzungsventil der ein¬ gangs genannten Art gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen eines Druckbegrenzungsventils nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung sieht somit ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkörper vor, welcher zwischen einer einen Druck- anschluss von einem Tankanschluss trennenden Verschlussstellung und einer den Druckanschluss und den Tankanschluss verbindenden Freigabestellung in einem Ventilgehäuse verschiebbar gelagert ist, wobei der Ventilkörper bei einem über den Druckanschluss auf den Ventilkörper wirkenden Systemdruck kleiner als ein wenigstens über eine Federeinrichtung einstellbarer Grenzdruck die Verschlussstellung einnimmt, und der Ventilkörper bei einem Systemdruck größer als der Grenzdruck entgegen einer Gegenkraft der Federeinrichtung in die Freigabestellung verstellbar ist.
Erfindungsgemäß stellt der Druckanschluss einen ersten Druckanschluss dar, neben dem ein zweiter ebenfalls mit Systemdruck beaufschlagter Druckanschluss vorgesehen ist, wobei eine von dem Systemdruck über den zweiten Druckanschluss auf den Ventilkörper wirkende Kraft in Richtung der von der Federeinrichtung auf den Ventilkörper wirkenden Kraft wirkt.
Ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil hat den Vorteil, dass die Federeinrichtung sehr klein dimensioniert und schwach ausgebildet sein kann, da die Federeinrichtung im Wesentlichen nur eine Differenz der über den ersten Druckanschluss auf den Ventilkörper wirkenden Kraft und einer über den zweiten Druckanschluss auf den Ventilkörper wirkenden Kraft ausgleichen muss, um den Ventilkörper bei einem Sys- temdruck kleiner als der Grenzdruck in der Verschlussstellung zu halten. Durch die kleine Dimensionierung der Federeinrichtung, welche beispielsweise um den Faktor 10 kleiner als bei herkömmlichen Druckbegrenzungsventilen eingesetzten Federeinrichtungen ausfallen kann, ist eine Abnutzung der Federeinrichtung in Form von Abrieb vorteilhafterweise gering, und eine Hydraulikflüssigkeit, welche insbesondere als Hydrauliköl ausgebildet sein kann, wird nicht oder kaum verschmutzt.
Ein Umschaltpunkt des Druckbegrenzungsventils kann dabei über die Federkraft der Federeinrichtung und über ein Verhältnis einer ersten Fläche des Ventilkörpers, auf die der Systemdruck über den ersten Druckanschluss wirkt, und einer zweiten Fläche des Ventilkörpers, über die der Systemdruck über den zweiten Druckanschluss wirkt, eingestellt werden.
Um den Ventilkörper bei einem Systemdruck unterhalb eines Umschaltdrucks in der Verschlussstellung zu halten, ist die dem ersten Druckanschluss zugewandte erste wirksame Fläche des Ventilkörpers größer als die dem zweiten Druckanschluss zugewandte zweite wirksame Fläche des Ventilkörpers ausgebildet, so dass eine über die erste Fläche des Ventilkörpers wirkende Kraft größer als eine über die zweite Fläche des Ventilkörpers wirkende Kraft ist.
Ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil kann für maximale Systemdrücke bis 300 bar ausgelegt sein, wobei ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil prinzipiell auch in Hydrauliksystemen mit größerem maximalen Systemdruck eingesetzt werden kann. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils kann es vorgesehen sein, dass der Ventilkörper einen dem ersten Druckanschluss zugewandten zap- fenförmigen Abschnitt und einen dem ersten Druckanschluss abgewandten, mit einem geringeren Durchmesser als der zapfen- förmige Abschnitt ausgebildeten stiftförmigen Abschnitt aufweist, so dass die beispielsweise in Form einer Spiralfeder ausgebildete Federeinrichtung auf einfache Weise im Bereich des stiftförmigen Abschnitts des Ventilkörpers angeordnet werden kann. Die Federeinrichtung kann sich dabei in einfacher Weise an einem von dem stiftförmigen Abschnitt und dem zapfenförmigen Abschnitt gebildeten Absatz abstützen.
Zur Dämpfung einer Bewegung des Ventilkörpers zwischen seiner Freigabestellung und seiner Verschlussstellung kann der Ventilkörper einen Passungsbereich aufweisen, über welchen der Ventilkörper mit dem Ventilgehäuse zusammenwirkt. Diese Passung kann als Spielpassung, beispielsweise mit einer HS- Bohrung und einem Spiel von drei Hundertstel, ausgebildet sein.
Diese Dämpfung ist vorteilhaft gegenüber einer Dämpfung bei herkömmlichen Druckbegrenzungsventilen, bei welchen für einen Dämpfungszapfen, welcher herkömmlicherweise in einem Bereich unterhalb eines Kegelsitzes des Druckbegrenzungsventils angeordnet ist, ein Ersatzloch vorgesehen werden muss, welches kaum von Spänen befreit werden kann, so dass hierdurch eine Verunreinigung des Hydraulikkreislaufs bedingt werden kann .
Der Passungsbereich des Ventilkörpers kann zwischen dem zap- fenförmigen Abschnitt und dem stiftförmigen Abschnitt des Ventilkörpers angeordnet sein, wobei ein Absatz zur Abstützung der Federeinrichtung von dem stiftförmigen Abschnitt des Ventilkörpers und dem Passungsbereich des Ventilkörpers ge- bildet wird, da der Passungsbereich einen größeren Durchmes¬ ser als der stiftförmige Bereich aufweist. Der Passungsbe¬ reich des Ventilkörpers kann hierbei auf einer dem Kopfbe- reich des Druckbegrenzungsventils zugewandten Seite des Tankanschlusses angeordnet sein.
Um ein beispielsweise über den Passungsbereich in einen Federraum der Federeinrichtung gelangtes Hydraulikfluid abführen zu können, kann ein zweiter Tankanschluss im Bereich des Federraums der Federeinrichtung vorgesehen sein.
Zur Abstützung der Federeinrichtung in einem dem ersten Druckanschluss abgewandten Bereich des Ventilkörpers ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Hülseneinrichtung vorgesehen, welche vorzugsweise zur axialen Festlegung in dem Ventilgehäuse formschlüssig mit dem Ventilgehäuse zusammenwirkt. Über die Hülseneinrichtung kann vorteilhafterweise der Grenzdruck eingestellt werden, ab dem der Ventilkörper von seiner Verschlussstellung in seine Freigabestellung bewegt wird.
Bei einer einfachen Ausführung der Erfindung weist die Hülseneinrichtung zur axialen Festlegung in dem Ventilgehäuse eine Nut auf, in welche eine in Einbausituation der Hülseneinrichtung überlappend zu der Nut des Ventilgehäuses angeordnete Nut des Ventilgehäuses einprägbar ist.
Eine einfache Abdichtung zwischen der Hülseneinrichtung und dem Ventilkörper bzw. dem Ventilgehäuse kann z. B. jeweils mittels eines O-Rings realisiert werden, wobei solche O-Ringe vorteilhafterweise auch zur Dämpfung einer Bewegung des Ventilkörpers dienen.
Um das Druckbegrenzungsventil in einer Bohrung eines Bauteils, insbesondere eines Steuerblocks, auf einfache Weise festlegen zu können, kann in einem der Bohrungsöffnung zuge¬ wandten oberen Kopfbereich des Ventilgehäuses ein Expansions¬ teil eingebracht sein, welches einen Durchmesser größer als ein Innendurchmesser des Kopfbereichs des Ventilgehäuses auf¬ weist und zur Verpressung des Kopfbereichs des Ventilgehäuses mit dem Bauteil vorgesehen ist.
Bei einem Einführen des Expansionsteils in den Kopfbereich des Druckbegrenzungsventils wirkt auf den Kopfbereich des Druckbegrenzungsventils in Umfangsrichtung ein Innendruck, welcher eine insbesondere in einem Außenbereich mit einer Rändelung bzw. Kerbung ausgebildete Wand des Ventilgehäuses im Bereich des Kopfbereich durch den geringeren Innendurchmesser mechanisch verformt. Die Wand des Ventilgehäuses wird hierdurch einerseits gegen das Bauteil verspannt. Andererseits wird das Expansionsteil hierdurch im Ventilgehäuse ver- presst .
Durch das Expansionsteil wird vorteilhafterweise sowohl eine Dichtung des Druckbegrenzungsventils gegenüber der Bohrung des Bauteils als auch eine Dichtung des Kopfteils des Druckbegrenzungsventils gegenüber dem zweiten Druckanschluss bewerkstelligt.
In einer hierzu alternativen Ausbildung der Erfindung kann auch eine separate Dichtung beispielsweise in Form eines O- Rings zur Abdichtung des Ventilgehäuses gegenüber der Bohrung des Bauteils vorgesehen sein.
Um eine Bewegung des Expansionsteils durch eine insbesondere über den zweiten Druckanschluss auf das Expansionsteil wirkende Kraft aus dem Druckbegrenzungsventil sicher zu verhindern, kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung ein Bereich des Ventilgehäuses, beispielsweise ein Bereich oberhalb des in dem Ventilgehäuse angeordneten Expansionsteils, zur Fest- legung des Expansionsteils in dem Ventilgehäuse umgeformt, insbesondere gebördelt, sein.
Das Expansionsteil kann in einer besonders einfachen Ausfüh¬ rung der Erfindung kugelförmig ausgebildet sein, wobei sich bei einem Einpressen der Kugel in das Ventilgehäuse eine beispielsweise an der Außenwand des Ventilgehäuses vorgesehene Rändelung, rückrollende Verkrallung oder dergleichen in einem Wandbereich der Bohrung des Steuerblocks, in die das Druckbegrenzungsventil eingeführt ist, verkrallt bzw. verpresst und das Druckbegrenzungsventil über das Ventilgehäuse fest an dem Steuerblock festgelegt ist. Ein Kragen in dem Kopfbereich des Ventilgehäuses schnürt sich dabei leicht zusammen, so dass das Expansionsteil automatisch vor einer rückwärtigen Bewegung aus dem Ventilgehäuse gesichert ist.
Das Expansionsteil kann in hierzu alternativen Ausbildungen auch zapfenförmig oder ähnlich ausgebildet sein.
Eine Abdichtung des Kopfbereichs des Druckbegrenzungsventils gegenüber dem Systemdruck kann in einer einfachen Ausbildung der Erfindung auch mit einer Stellschraube mit einer Dichtung realisiert sein, welche in den Kopfbereich des Ventilgehäuses eingebracht ist.
Um verhindern zu können, dass beispielsweise ein sich im Bereich des Druckbegrenzungsventils lösender Span in den Hydraulikkreislauf gelangt, kann in einem dem zapfenförmigen Abschnitt des Ventilkörpers zugewandten Bodenbereich des Ventilgehäuses eine Filtereinrichtung angeordnet sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungen eines Druckbegrenzungsventils nach der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der Beschreibung. Nachfolgend ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Druckbegrenzungsventils an¬ hand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine vereinfachte Zusammenbaudarstellung eines
Druckbegrenzungsventils mit zwei Druckanschlüssen;
Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung entlang der
Linie A-A durch das Druckbegrenzungsventil der Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine vereinfachte Expansionsdarstellung des Druckbegrenzungsventils der Figuren 1 und 2.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein Druckbegrenzungsventil 1 dargestellt, welches zur Begrenzung eines Systemdruckes P in einem Hydrauliksystem eingesetzt werden kann und hierzu beispielsweise in eine nicht näher dargestellte Bohrung eines als Steuerblock ausgebildeten Bauteils eingesetzt werden kann.
Das Druckbegrenzungsventil 1 weist zur Begrenzung des Systemdruckes P einen in der Fig. 2 ersichtlichen, in einem Ventilgehäuse 2 gelagerten, insgesamt kolbenförmig ausgebildeten Ventilkörper 3 auf, welcher zwischen einer einen ersten Druckanschluss 5 von einem ersten Tankanschluss 7 trennenden - in der Fig. 2 dargestellten - Verschlussstellung und einer axial in dem Ventilgehäuse 2 in Hochrichtung gegenüber der Verschlussstellung verfahrenen Freigabestellung bewegbar ist. In der Freigabestellung des Ventilkörpers 3 ist der erste Druckanschluss 5 mit dem ersten Tankanschluss 7 verbunden, und insbesondere als Hydrauliköl ausgebildetes Hydraulikfluid kann von dem ersten Druckanschluss 5 in einen mit dem ersten Tankanschluss 7 verbundenen Tank T abfließen.
Der erste Druckanschluss 5 ist dabei im Bereich eines Kegelsitzes 8 in einem Bodenbereich des Druckbegrenzungsventils 1 und der erste Tankanschluss 7 in einem seitlichen Bereich des Ventilgehäuses 2 etwa auf der Höhe eines unteren Abschnitts 13 des Ventilkörpers 3 an dem Ventilgehäuse 2 angeordnet.
Der Ventilkörper 3 weist einen einem Kopfbereich 9 des Druckbegrenzungsventils 1 zugewandten stiftförmigen, vorliegend einen Durchmesser von etwa 3 mm aufweisenden Abschnitt 11 und einen dem ersten Druckanschluss 5 zugewandten zapfenförmigen Abschnitt 13 auf, welcher bei sich in seiner Verschlussstellung befindlichem Ventilkörper 3 gegen einen Dichtsitz 14 des Druckbegrenzungsventils 1 gedrückt ist und den ersten Druckanschluss 5 somit von dem ersten Tankanschluss 7 trennt. In seiner Freigabestellung ist der zapfenförmige Abschnitt 13 des Ventilkörpers 3 von dem Dichtsitz 14 getrennt, so dass der erste Druckanschluss 5 mit dem ersten Tankanschluss 7 verbunden ist.
In Axialrichtung des Ventilkörpers 3 zwischen dem zapfenför- migen Abschnitt 13 des Ventilkörpers 3 und dem stiftförmigen Abschnitt 11 des Ventilkörpers 3 ist ein Passungsbereich 15 angeordnet, welcher gegenüber dem Ventilgehäuse 2 ein geringes Spiel aufweist und mittels welchem eine Bewegung des Ventilkörpers 3 in dem Ventilgehäuse 2 gedämpft wird.
Bei an dem ersten Druckanschluss 5 anliegendem Systemdruck P wird über eine erste wirksame Fläche 17 des Ventilkörpers eine nach oben wirkende Kraft erzeugt, welche den Ventilkörper 3 in Richtung seiner Freigabestellung drückt. Um den Ventilkörper 3 bis zu einem vorgegebenen Systemdruck P in seiner Verschlussstellung entgegen der über den ersten Druckanschluss 5 auf den Ventilkörper 3 wirkenden Kraft zu halten, ist einerseits eine Federeinrichtung 19 und andererseits ein zweiter, ebenfalls mit Systemdruck P beaufschlagter Druckanschluss 21 vorgesehen.
Der zweite Druckanschluss 21 ist dabei in einem dem Kopfbereich 9 des Druckbegrenzungsventils 1 zugewandten Bereich oberhalb des Ventilkörpers 3 seitlich an dem Ventilgehäuse 2 angeordnet .
Bei an dem zweiten Druckanschluss 21 anliegendem Systemdruck P wird über eine zweite wirksame Fläche 23 des Ventilkörpers 3 eine nach unten wirkende Kraft erzeugt, welche der über den ersten Druckanschluss 5 erzeugten Kraft entgegenwirkt. Da die zweite Fläche 23 des Ventilkörpers 3 kleiner als die erste Fläche 17 des Ventilkörpers 3 ist, ist die über den zweiten Druckanschluss 21 auf den Ventilkörper 3 übertragene Kraft kleiner als die über den ersten Druckanschluss 17 auf den Ventilkörper 3 übertragene Kraft. An der Federeinrichtung 19 liegt somit nur eine Kraft der unterschiedlichen wirksamen Flächen 17 und 21 an.
Eine auf den Ventilkörper 3 wirkende resultierende Kraft ergibt sich durch eine Gegenüberstellung der über den ersten Druckanschluss 5 nach oben wirkenden Kraft und der über den zweiten Druckanschluss 21 gemeinsam mit der Federkraft nach unten wirkenden Kraft.
Ist die nach oben wirkende Kraft kleiner als die nach unten wirkenden Kräfte, befindet sich der Ventilkörper 3 in der Verschlussstellung im umgekehrten Fall befindet sich der Ventilkörper in der Freigabestellung. Bei einem Ansteigen des Systemdrucks P erhöht sich die über die erste Fläche 17 auf den Ventilkörper 3 wirkende Kraft aufgrund der größeren Fläche stärker als die über die zweite Fläche 23 auf den Ventilkörper 3 übertragene Kraft. Ab einem gewissen Grenzdruck, welcher über das Flächenverhältnis der ersten Fläche 17 zu der zweiten Fläche 23 und die Federstärke der Federeinrichtung 19 einstellbar ist, übersteigt die auf die erste Fläche 17 wirkende Kraft die auf die zweite Fläche 23 wirkende Kraft zusammen mit der Federkraft der Federeinrichtung 19, so dass der Ventilkörper 3 in seine Freigabestellung bewegt wird. Hydraulikfluid kann dann von dem ersten Druckanschluss 5 über den ersten Tankanschluss 7 in den Tank T fließen. Hierdurch sinkt der Systemdruck P ab.
Fällt der Systemdruck P unter den Grenzdruck, so wird der Ventilkörper 3 zurück in seine Verschlussstellung bewegt, so dass der erste Druckanschluss 5 wieder von dem ersten Tankanschluss 7 getrennt ist.
Die von der Federeinrichtung 19 erzeugte Federkraft stützt sich einerseits in einem dem Bereich des Kegelsitzes 8 bzw. einem Bodenbereich des Druckbegrenzungsventils 1 zugewandten Bereich an einem Absatz 25 ab, welcher durch die unterschiedlichen Durchmesser des stiftförmigen Abschnitts 11 und des Passungsbereichs 15 gebildet wird. Andererseits stützt sich die Federeinrichtung 19 in einem dem Kopfbereich 9 des Druckbegrenzungsventils 1 zugewandten Bereich an einer in dem Ven- tilgehäuse 2 angeordneten Hülseneinrichtung 27 ab.
Die Hülseneinrichtung 27 weist vorliegend in einem dem Kopf- bereich 9 des Druckbegrenzungsventils 1 zugewandten Bereich eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 29 auf, welche in Einbauposition der Hülseneinrichtung 27 im Wesentlichen im Bereich einer Nut 31 des Ventilgehäuses 2 angeordnet ist. Zur axialen Festlegung der Hülseneinrichtung 27 in dem Ventilgehäuse 2 wird in nicht dargestellter Weise beispielsweise von außen mit einem Eingriffselement eine Einprägung der Nut 31 des Ventilgehäuses 2 und der Nut 29 der Hülseneinrichtung 27 vorgenommen, so dass die Hülseneinrichtung 27 formschlüssig in dem Ventilgehäuse 2 festgelegt werden kann.
Die Hülseneinrichtung 27 wird vorliegend über einen O-Ring 33 gegenüber dem stiftförmigen Abschnitt 11 des Ventilkörpers 3 und über einen weiteren O-Ring 35 gegenüber dem Ventilgehäuse 2 abgedichtet, wobei die O-Ringe 33, 35 zudem eine Bewegung des Ventilkörpers 3 in dem Ventilgehäuse dämpfen.
Über den Passungsbereich 15 kann Hydraulikfluid in einen zwischen der Hülseneinrichtung 27 und dem Absatz 25 vorliegenden Federräum 37 der Federeinrichtung 19 eindringen. In dem Ventilgehäuse 2 ist ein im Bereich des Federraumes 37 seitlich an dem Ventilgehäuse 2 angeordneter zweiter Tankanschluss 39 vorgesehen, durch welchen sich in dem Federraum 37 befindliches Hydraulikfluid in den Tank T abfließen kann.
Im Bereich des Kegelsitzes 8 des Druckbegrenzungsventils 1 ist ferner eine Filtereinrichtung 41 vorgesehen, welche mit einer Hülse 43 und einem Sieb 45 ausgebildet ist. Die Filtereinrichtung 41 dient dazu, einen sich eventuell lösenden Span daran zu hindern, in den Hydraulikkreislauf zu gelangen.
Zur Anordnung des Druckbegrenzungsventils 1 in einer Bohrung eines nicht näher dargestellten, insbesondere als Steuerblock ausgebildeten Bauteils wird in den Kopfbereich 9 des Druckbegrenzungsventils 1 ein vorliegend kugelförmiges Expansionsteil 43 eingeführt, welches einen geringeren Durchmesser als ein Innendurchmesser des Ventilgehäuses 2 in dem Kopfbereich 9 aufweist. Eine Außenwand 45 des Ventilgehäuses 2, welche vorliegend mit einer Rändelung 46 ausgebildet ist, wird bei einem Einführen des Expansionsteils 43 in das Ventilgehäuse 2 gegen die Wand der Bohrung verpresst, so dass das Druckbegrenzungsventil 1 fest und dicht in der Bohrung festgelegt ist. Um zu verhin¬ dern, dass das gemäß der Fig. 2 in dem Ventilgehäuse 2 ange¬ ordnete Expansionsteil 43 durch eine über den zweiten Druck- anschluss 21 nach oben wirkende Kraft aus dem Ventilgehäuse 2 gedrückt wird, ist vorliegend ein Bereich 47 der Außenwand 45 des Ventilgehäuses 2 gebördelt.
Durch eine derartige Festlegung des Druckbegrenzungsventils 1 in einer Bohrung eines Steuerblocks wird das Druckbegrenzungsventil 1 einerseits gegenüber der Bohrung abgedichtet. Andererseits dichtet das Expansionsteil 43 den Kopfbereich 9 des Druckbegrenzungsventils 1 gegenüber dem zweiten Druckan- schluss 21 ab, so dass hierfür keine separate Dichteinrichtung vorgesehen werden muss .
Weiterhin sind zwei O-Ringe 49, 51 an der Außenwand 45 des Druckbegrenzungsventils 1 vorgesehen, wobei der erste O-Ring 49 von diesen in einem dem Bereich des Kegelsitzes 8 zugewandten Bereich unterhalb des zweiten Druckanschlusses 21 und der weitere O-Ring 51 in einem dem Bereich des Kegelsitzes 8 des Druckbegrenzungsventils 1 zugewandten Bereich unterhalb des ersten Tankanschlusses 7 angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkörper (3), wel¬ cher zwischen einer einen Druckanschluss (5) von einem Tankanschluss (7) trennenden Verschlussstellung und einer den Druckanschluss (5) und den Tankanschluss (7) verbindenden Freigabestellung in einem Ventilgehäuse (2) verschiebbar gelagert ist, wobei der Ventilkörper (3) bei einem über den Druckanschluss (5) auf den Ventilkörper (2) wirkenden Systemdruck (P) kleiner als ein wenigstens über eine Federeinrichtung (19) einstellbarer Grenzdruck die Verschlussstellung einnimmt, und der Ventilkörper (3) bei einem Systemdruck (P) größer als der Grenzdruck entgegen einer Gegenkraft der Federeinrichtung (19) in die Freigabestellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss (5) einen ersten Druckanschluss darstellt und ein zweiter ebenfalls mit Systemdruck (P) beaufschlagter Druckanschluss (21) vorgesehen ist, wobei eine von dem Systemdruck (P) über den zweiten Druckanschluss (21) auf den Ventilkörper (3) wirkende Kraft in Richtung der von der Federeinrichtung (19) auf den Ventilkörper (3) wirkenden Kraft wirkt.
2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) einen dem ersten Druckanschluss (5) zugewandten zapfenförmigen Abschnitt (13) und einen dem ersten Druckanschluss (5) abgewandten mit einem geringeren Durchmesser als der zapfenförmige Abschnitt (13) ausgebildeten stiftförmigen Abschnitt (11) aufweist.
3. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) zur Dämpfung über einen Pas- sungsbereich (15) mit dem Ventilgehäuse (2) zusammenwirkt.
4. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Passungsbereich (15) des Ventilkörpers (3) zwischen dem zapfenförmigen Abschnitt (13) und dem stift- förmigen Abschnitt (11) des Ventilkörpers (3) angeordnet ist.
5. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Tankanschluss (39) zur Abführung von Hydraulikflüssigkeit aus einem Federraum (37) der Federeinrichtung (19) vorgesehen ist.
6. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung der Federeinrichtung (19) in einem dem ersten Druckanschluss (5) abgewandten Bereich des Ventilkörpers (3) eine Hülseneinrichtung (27) vorgesehen ist.
7. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülseneinrichtung (27) zur axialen Festlegung in dem Ventilgehäuse (2) formschlüssig mit dem Ventilgehäuse (2) zusammenwirkt.
8. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülseneinrichtung (27) zur axialen Festlegung in dem Ventilgehäuse (2) eine Nut (29) aufweist, in welche eine Nut (31) des Ventilgehäuses (2) einprägbar ist.
9. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülseneinrichtung (27) insbesondere mittels eines O-Rings (33) gegenüber dem Ventilkörper (3) und insbesondere mittels eines O-Ring (35) gegenüber dem Ventilgehäuse (2) abgedichtet ist.
10. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung des Druckbegrenzungsventils (1) in einer Bohrung eines Bauteils, insbesondere eines Steuerblocks, in einem der Bohrungsöffnung zugewandten oberen Kopfbereich (9) des Ventilgehäuses (2) ein Expansionsteil (43) eingebracht ist, welches einen Durchmesser größer als ein Innendurchmesser des Kopfbereichs (9) des Ventilgehäuses (2) aufweist und zur Verpressung des Kopfbereichs (9) des Ventilgehäuses (2) mit dem Bauteil vorgesehen ist.
11. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (47) des Ventilgehäuses (2) zur Festlegung des Expansionsteils (43) in dem Ventilgehäuse umgeformt, insbesondere gebördelt ist.
12. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsteil (43) kugelförmig ausgebildet ist.
13. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellschraube mit einer Dichtung in den Kopfbereich (9) des Ventilgehäuses (2) eingebracht ist.
14. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem zapfenförmigen Abschnitt (13) des Ventilkörpers (2) zugewandten Bodenbereich (8) des Ventilgehäuses (2) eine Filtereinrichtung (41) angeordnet ist.
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