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Die Erfindung betrifft ein Druckreduzierventil zur Regelung eines Systemdrucks, insbesondere eines in einem Fluidsystem eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse vorherrschenden Systemdrucks, umfassend ein Ventilgehäuse, in welchem ein Ventilschieber verschiebbar geführt ist und das eine zulaufseitige Kammer und eine ablaufseitige Kammer definiert, wobei die zulaufseitige Kammer und die ablaufseitige Kammer im Ventilgehäuse über einen Durchgang miteinander verbunden sind, welcher einen Drosselspalt bildet, wobei der Ventilschieber mit einer Schließkante versehen ist, die in Zusammenspiel mit dem Drosselspalt eine Drosselstelle bildet, an welcher in Abhängigkeit einer jeweils aktuellen Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse ein aus der zulaufseitigen Kammer in die ablaufseitige Kammer strömendes Fluid drosselbar ist, und wobei mindestens eine Strömungsgeometrie vorgesehen ist, welche eine turbulente Strömung des Fluids hervorruft. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Fluidsystem mit mindestens einem vorgenannten Druckreduzierventil.
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Druckreduzierventile kommen in Fluidsystemen zumeist zum Einsatz, um in dem jeweiligen Fluidsystem einen jeweils geforderten Systemdruck einzuregeln. Hierbei wird der Druck stromabwärts des Druckreduzierventils geregelt, indem der Druck nach dem Druckreduzierventil beispielsweise auf eine Rückmeldefläche eines Ventilschiebers des Druckreduzierventils wirkt. Dieses Einregeln wird dabei üblicherweise durch Drosselung des Fluids an einer Drosselstelle vorgenommen, wobei ein Grad der Drosselung in dem jeweiligen Druckreduzierventil hierbei häufig anhand einer Position des Ventilschiebers in einem Ventilgehäuse eingestellt wird. Die Drosselung des Fluids hat allerdings aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Querschnitt der Drosselstelle teilweise eine Entwicklung von akustischen Störungen in Form von Strömungsgeräuschen zur Folge. Teilweise werden daher zusätzliche Maßnahmen getroffen, um diese Geräuschentwicklungen möglichst gering zu halten.
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Aus der
EP 1 384 926 A2 geht ein Druckreduzierventil hervor, welches für eine Anwendung als Heizkörperventil in einer Heizungsanlage vorgesehen ist. Dieses Druckreduzierventil umfasst dabei ein Ventilgehäuse, in welchen ein Ventileinsatz eingeschraubt ist. In dem Ventileinsatz ist ein Ventilschieber aufgenommen, welcher in dem Ventileinsatz und damit in dem Ventilgehäuse zwischen unterschiedlichen Positionen verschiebbar geführt und über ein Federelement in eine Öffnungsrichtung vorgespannt ist. An einem Ende ist der Ventilschieber an einem Verschlusskörper mit einer Schließkante versehen, welche gemeinsam mit einem Drosselspalt eine Drosselstelle des Druckreduzierventils bildet. Der Drosselspalt ist dabei an einem Durchgang von einer zulaufseitigen Kammer in eine ablaufseitige Kammer ausgestaltet. Eine Drosselung eines Fluid in Form von Wasser findet dabei in Abhängigkeit der Position des Ventilschiebers im Ventileinsatz und damit im Ventilgehäuse durch entsprechende Definition der Drosselstelle zwischen der Schließkante und dem Drosselspalt statt. Benachbart zu dem Drosselspalt ist der Verschlusskörper mit Erhebungen versehen, die als Noppen oder als Stege auf dem Umfang des Verschlusskörpers verteilt sind. Über diese Erhebungen sollen dabei im Bereich der Drosselstelle gezielt Turbulenzen erzeugt und damit akustische Störungen reduziert werden.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckreduzierventil zu schaffen, bei welchem im Betrieb akustische Störungen möglichst weitestgehend reduziert sind und mittels dem zudem eine möglichst zuverlässige Regelung eines Systemdrucks darstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Fluidsystem, in welchem mindestens ein erfindungsgemäßes Druckreduzierventil vorgesehen ist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 11.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Druckreduzierventil ein Ventilgehäuse, in welchem ein Ventilschieber verschiebbar geführt ist und das eine zulaufseitige Kammer und eine ablaufseitige Kammer definiert. Dabei sind die zulaufseitige Kammer und die ablaufseitige Kammer im Ventilgehäuse in bestimmten Stellungen des Ventilschiebers über einen Durchgang miteinander verbindbar. Der Ventilschieber ist mit einer Schließkante versehen, die in Zusammenspiel mit einem Drosselspalt eine Drosselstelle bildet, an welcher in Abhängigkeit einer jeweils aktuellen Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse ein aus der zulaufseitigen Kammer in die ablaufseitige Kammer strömendes Fluid gedrosselt wird. Zudem ist mindestens eine Strömungsgeometrie vorgesehen, welche eine turbulente Strömung des Fluids hervorruft.
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Das erfindungsgemäße Druckreduzierventil weist also ein Ventilgehäuse auf, in welchem eine zulaufseitige Kammer und eine ablaufseitige Kammer definiert sind. Die beiden Kammern sind dabei über einen Durchgang im Ventilgehäuse abhängig von der Stellung des Ventilschiebers miteinander verbindbar, so dass Fluid aus der zulaufseitigen Kammer über den Durchgang in die ablaufseitige Kammer gelangen kann. Die zulaufseitige Kammer steht insbesondere zudem mit einem Zulauf in Verbindung, welcher bevorzugt als Anschluss am Ventilgehäuse ausgestaltet ist und über den Fluid in die zulaufseitige Kammer geleitet werden kann. Im verbauten Zustand des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils in einem Fluidsystem ist an dem Zulauf insbesondere eine Zuführleitung angeschlossen. Ebenso ist auch die ablaufseitige Kammer bevorzugt mit einem Ablauf verbunden, der insbesondere als Anschluss am Ventilgehäuse vorliegt und für ein Ableiten von Fluid aus der ablaufseitigen Kammer vorgesehen ist. An dem Ablauf ist im verbauten Zustand des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils in einem Fluidsystem dann besonders bevorzugt eine Abführleitung angeschlossen. Die Kammern und auch Kanäle, welche diese mit den entsprechenden Anschlüssen am Ventilgehäuse verbinden, sind insbesondere als im Ventilgehäuse ausgestaltete Ausnehmungen verwirklicht. Das Ventilgehäuse kann als eigenständiges Gehäuse vorliegen, welches bei Montage des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils an der entsprechenden Stelle montiert wird, oder aber durch ein anderes Gehäuse gebildet sein, wie beispielsweise ein Getriebegehäuse oder ein Gehäuse einer Fahrzeugachse.
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In dem Ventilgehäuse ist ein Ventilschieber verschiebbar geführt, wobei in dem Ventilgehäuse hierfür bevorzugt eine Aufnahmebohrung eingebracht ist, in welcher der im wesentlichen zylindrische Ventilschieber axial verschoben werden kann und die dabei auch den Durchgang zwischen der zulaufseitigen Kammer und der ablaufseitigen Kammer definiert. Weiter bevorzugt weist der Ventilschieber mindestens einen zylindrischen Führungsabschnitt auf, an dessen jeweiligem Außendurchmesser der Ventilschieber an einem korrespondierenden Innendurchmesser der Aufnahmebohrung des Ventilgehäuses geführt ist. Insbesondere sind bei dem Ventilschieber aber mehrere Führungsabschnitte vorgesehen, die axial beabstandet zueinander liegen. Weiter bevorzugt ist die Schließkante des Ventilschiebers an einem axialen Ende eines der Führungsabschnitte ausgestaltet, wobei die Schließkante hierbei insbesondere als Kante in Form eines Übergangs von dem jeweiligen Außendurchmesser des Führungsabschnitts in eine Flanke ausgestaltet ist, die im Wesentlichen radial verläuft. Besonders bevorzugt weist die Flanke neben einem radialen Verlauf auch eine axiale Erstreckung in Richtung des die Schließkante aufweisenden Führungsabschnitts auf, so dass in diesem Bereich eine Hinterschneidung gebildet wird.
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Zwischen der Schließkante des Ventilschiebers und dem Drosselspalt, welcher am Durchgang zwischen der zulaufseitigen Kammer und der ablaufseitigen Kammer im Ventilgehäuse ausgestaltet ist, wird die Drosselstelle definiert. Dabei wird die Stärke der Drosselung des Fluids, welches aus der zulaufseitigen Kammer über den Durchgang in die ablaufseitige Kammer strömt, durch die Stellung der Schließkante zum Drosselspalt definiert, was wiederum von der Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse abhängt. Bevorzugt wird die Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse dabei durch eine jeweilige Druckbeaufschlagung mindestens einer Stirnseite des Ventilschiebers mit je einem Steuerdruck vorgenommen, wobei der Ventilschieber weiter bevorzugt über mindestens ein Federelement in eine axiale Richtung vorgespannt ist.
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„Axial“ bedeutet im Rahmen der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Ventilschiebers, während mit „radial“ eine Orientierung in Durchmesserrichtung des Ventilschiebers gemeint ist.
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Das erfindungsgemäße Druckreduzierventil ist für die Regelung eines Systemdrucks stromabwärts, d.h. in Durchströmungsrichtung nach dem Druckreduzierventil, ausgestaltet, wobei dieser Systemdruck dabei insbesondere in einem Fluidsystem wirksam ist. Bei dem Fluid handelt es sich hierbei besonders bevorzugt um eine Hydraulikflüssigkeit und hierbei insbesondere um Öl. Des Weiteren ist das Druckreduzierventil bevorzugt für die Regelung eines Systemdrucks in einem Fluidsystem eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse konzipiert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Druckreduzierventil ist zudem mindestens eine Strömungsgeometrie vorgesehen, die dabei der Darstellung einer turbulenten Strömung des Fluid dient. Es ist also bei dem Druckreduzierventil mindestens eine Geometrie ausgestaltet, welche das Strömen des Fluid beeinflusst und hierbei für Turbulenzen des Fluids sorgt. Dabei ist im Rahmen der Erfindung unter Turbulenzen insbesondere eine Verwirbelung des Fluids zu verstehen.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie nach der Drosselstelle vorgesehen ist und eine zumindest teilweise Strömungsumlenkung des Fluids in Richtung eines Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer hervorruft. Mit anderen Worten ist die mindestens eine Strömungsgeometrie in Strömungsrichtung des Fluids der Drosselstelle nachgeschaltet. Dabei sorgt die mindestens eine Strömungsgeometrie aufgrund ihrer jeweiligen Gestaltung dafür, dass eine Strömung des Fluids nach einem Strömen über die Drosselstelle als turbulente Strömung zumindest zum Teil in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer umgelenkt wird.
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Eine derartige Ausgestaltung eines Druckreduzierventils hat dabei den Vorteil, dass durch die Strömungsumlenkung des Fluid über die mindestens eine Strömungsgeometrie in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer starke Turbulenzen erzeugt werden können. Versuche haben hierbei gezeigt, dass diese starken Turbulenzen dann eine vermehrte Beseitigung akustischer Störungen zur Folge haben. Dadurch, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie nach der Drosselstelle vorgesehen ist, wird hierdurch zudem in vorteilhafter Weise eine Druck-Durchfluss-Charakteristik des Druckreduzierventils nicht oder nur in sehr geringem Maße beeinträchtigt. Insgesamt lässt sich hierdurch ein Druckreduzierventil schaffen, über welches zum einen eine zuverlässige Regelung eines Systemdrucks darstellbar ist und das zum anderen im Betrieb nur für eine geringe Geräuschentwicklung sorgt.
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Zwar werden auch bei dem Druckreduzierventil der
EP 1 384 926 A2 Turbulenzen einer Strömung des Fluid im Bereich der Drosselstelle erzeugt. Über die benachbart zu der Schließkante platzierten Erhebungen erfolgt dies aber im Wesentlichen im Bereich der Drosselstelle. Zudem wird hierbei aber keine Umlenkung der Strömung in Richtung der zulaufseitigen Kammer hervorgerufen. Insofern fallen die Turbulenzen hierbei im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Lösung auch geringer aus.
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Wesentlich für die Erfindung ist, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie die Strömung des Fluids nach dem Übergang über die Drosselstelle derartig beeinflusst, dass es zumindest zu einem teilweisen Umlenken der Strömung des Fluids in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer kommt. Hierbei ist explizit nicht gemeint, dass das Fluid wieder in die zulaufseitige Kammer zurückströmt, sondern nur, dass die Strömung des Fluids stromabwärts der Drosselstelle zumindest zum Teil in Richtung der zulaufseitigen Kammer umgelenkt wird. Dabei wird dieses Umlenken der Strömung durch die jeweilige Gestaltung der mindestens einen Strömungsgeometrie hervorgerufen.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Strömungsgeometrie mit einem dreieckähnlichen Querschnitt ausgeführt. Insbesondere ist eine Spitze dieses dreieckähnlichen Querschnitts dabei in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer orientiert. In vorteilhafter Weise kann durch einen derartigen Querschnitt eine Strömungsumlenkung des Fluids problemlos als turbulente Strömung und in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer realisiert werden. Insbesondere ist bei dem dreieckähnlichen Querschnitt dabei eine Seite kurvenförmig gestaltet, wobei diese Seite bei dem dreieckähnlichen Querschnitt dem Übergang aus der zulaufseitigen Kammer zugewandt liegt. Hierdurch lässt sich ein finnenähnlicher Querschnitt verwirklichen, bei welchem über die kurvenförmige Seite die erfindungsgemäße Strömungsumlenkung des Fluids erreicht wird. Besonders bevorzugt ist die kurvenförmige Seite des Querschnitts dabei durch mindestens einen Radius definiert.
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Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die mindestens eine Strömungsgeometrie an dem Ventilschieber an einem Abschnitt ausgestaltet, mit welchem der Ventilschieber die ablaufseitige Kammer des Ventilgehäuses durchdringt. In diesem Fall ist die mindestens eine Strömungsgeometrie also an dem Ventilschieber ausgestaltet, wobei sie konkret an einem Abschnitt des Ventilschiebers vorgesehen ist, mit welchem der Ventilschieber in seinen unterschiedlichen Positionen in der ablaufseitigen Kammer liegt. Hierdurch kann die Strömungsumlenkung des Fluid nach der Drosselstelle vorgenommen werden, indem das Fluid nach einem Eintreten in die ablaufseitige Kammer auf die mindestens eine, am Abschnitt des Ventilschiebers ausgestaltete Strömungsgeometrie trifft und hierdurch in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer umgeleitet wird.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist die mindestens eine Strömungsgeometrie umlaufend an dem Ventilschieber ausgestaltet. Alternativ oder ergänzend dazu ist die mindestens eine Strömungsgeometrie zudem rotationssymmetrisch ausgebildet. Dadurch wird jeweils sichergestellt, dass eine Lage des Ventilschiebers in Drehrichtung zu dem Ventilgehäuse unerheblich ist, da die mindestens eine Strömungsgeometrie in jeder Drehrichtungslage des Ventilschiebers entsprechend zu der Drosselstelle positioniert ist.
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Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche hierbei alternativ oder ergänzend zu den vorgenannten Varianten verwirklicht sein kann, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie an dem Ventilgehäuse an einer Innenwand ausgestaltet ist, welche die ablaufseitige Kammer definiert. In diesem Fall wird durch entsprechende Gestaltung des Ventilgehäuses die erfindungsgemäße Strömungsumlenkung des Fluids herbeigeführt.
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In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Strömungsgeometrien vorgesehen. Hierdurch kann eine Verwirbelung des Fluids beim Übergang aus der zulaufseitigen Kammer weiter erhöht werden, indem mehrere Geometrien für entsprechende Turbulenzen sorgen. Diese mehreren Strömungsgeometrien können dabei im Einzelnen an dem Ventilschieber und/oder an dem Ventilgehäuse ausgestaltet sein. Dabei können die Geometrien von ihrer Gestaltung her einander entsprechen, wobei sie besonders bevorzugt abweichend voneinander gestaltet sind. Bei Platzierung mehrerer Strömungsgeometrien an dem Ventilschieber sind diese bevorzugt axial aufeinanderfolgend ausgestaltet.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilschieber stufenlos in unterschiedlichen Positionen im Ventilgehäuse positionierbar. In diesem Fall ist das Druckreduzierventil also nach Art eines Proportionalventils ausgebildet, wodurch auch eine stufenlose Drosselung des Fluids möglich wird. Alternativ dazu könnten bei dem erfindungsgemäßen Druckreduzierventil aber auch diskrete Positionen des Ventilschiebers im Ventilgehäuse vorgesehen sein, zwischen denen der Ventilschieber axial im Ventilgehäuse bewegbar ist und hierbei keine Zwischenpositionen einnehmen kann.
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In Weiterbildung der Erfindung weist das Ventilgehäuse eine Aufnahmebohrung auf, in welcher der Ventilschieber verschiebbar geführt ist, wobei die zulaufseitige Kammer und die ablaufseitige Kammer jeweils ringförmig um die Aufnahmebohrung ausgestaltet und jeweils mit der Aufnahmebohrung verbunden sind. Hierdurch wird ein geeigneter Aufbau des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils erreicht.
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Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Fluidsystem, in welchem mindestens ein Druckreduzierventil nach einer oder mehreren der vorgenannten Varianten vorgesehen ist. Dabei handelt es sich bei diesem Fluidsystem insbesondere um ein System eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse, wobei dieses Fluidsystem hierbei bevorzugt als Hydrauliksystem in Form eines Hydraulikkreises vorliegt.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine Schnittansicht eines Druckreduzierventils entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
- 2 ein Detail des Druckreduzierventils aus 1.
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Aus 1 geht eine Schnittansicht eines Druckreduzierventils 1 hervor, welches entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet und für die Regelung eines Systemdrucks in einem Hydraulikkreis eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse vorgesehen ist. Das Druckreduzierventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, welches durch einen Teil eines Gehäuses des Fahrzeuggetriebes bzw. der elektrischen Fahrzeugantriebsachse gebildet ist und in das eine Aufnahmebohrung 3 als Stufenbohrung eingebracht ist. Darüber hinaus ist das Ventilgehäuse 2 noch mit einer zulaufseitigen Kammer 4, eine ablaufseitige Kammer 5 sowie zwei Druckräumen 6 und 7 ausgestattet, die im Einzelnen jeweils ringförmig um die Aufnahmebohrung 3 ausgestaltet und jeweils mit der Aufnahmebohrung 3 verbunden sind. In der Aufnahmebohrung 3 des Ventilgehäuses 2 ist ein Ventilschieber 12 aufgenommen, welcher in der Aufnahmebohrung 3 entlang einer Längsmittelachse 13 axial verschiebbar geführt ist.
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Die zulaufseitige Kammer 4 ist mit einem Zulauf 8 des Druckreduzierventils 1 verbunden, über welchen Hydraulikflüssigkeit in die zulaufseitige Kammer 4 geführt werden kann, die letztendlich von einer Druckquelle wie einer Pumpe in das Hydrauliksystem gefördert wird. Bei der ablaufseitigen Kammer 5 ist eine Verbindung zu einem Ablauf 9 hergestellt, welcher für ein Abführen von Hydraulikflüssigkeit aus der ablaufseitigen Kammer 5 vorgesehen ist. Hingegen sind die beiden Druckräume 6 und 7 jeweils mit je einem Druckanschluss 10 bzw. 11 verbunden. Zur Regelung des im Ablauf herrschenden Systemdrucks muss dessen Rückmeldung auf das Druckreduzierventil 1 und damit den Ventilschieber 12 erfolgen. Hierzu weist das Druckreduzierventil 1 einen Rückmeldeanschluss 32 auf, welcher mit dem Ablauf verbunden ist und durch den der Systemdruck in einer Rückmeldedruckkammer 31 wirksam ist.
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Der Ventilschieber 12 ist mit mehreren Führungsabschnitten 14, 15 und 16 ausgestattet, an denen jeweils eine Führung des Ventilschiebers 12 in der umliegenden Aufnahmebohrung 3 stattfindet. Dabei nimmt der einzelne Führungsabschnitt 14 bzw. 15 bzw. 16 an einem jeweiligen Außendurchmesser die Führung des Ventilschiebers 12 an einem jeweiligen, korrespondierenden Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 3 vor. Zwischen den Führungsabschnitten 15 und 16 ist eine Rückmeldefläche 30 an dem Ventilschieber 12 ausgebildet, welche sich in axialer Projektion, d.h. in Richtung der Längsmittelachse 13, als ringförmige Differenzfläche aus den Außendurchmessern der Führungsabschnitte 15 und 16 errechnet. Die Rückmeldefläche 30 liegt in einer Ebene senkrecht zur Längsmittelachse 13.
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Im Bereich des Führungsabschnitts 14 ist in den Ventilschieber 12 zudem von einem axialen Ende her eines Sackbohrung 17 eingebracht, in welche ein Federelement 18 eingeführt ist. Dieses Federelement 18, welches vorliegend als Schraubenfeder ausgeführt ist, stützt sich zudem axial an dem Ventilgehäuse 2 ab und spannt den Ventilschieber 12 axial in Richtung des Druckraumes 7 vor.
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Der Ventilschieber 12 kann in dem Ventilgehäuse 2 stufenlos in unterschiedlichen axialen Positionen angeordnet und zwischen diesen Positionen verschoben werden. Dabei wird die jeweilige Position durch das Federelement 18 in Zusammenspiel mit in den Druckräumen 6 und 7 jeweils eingestellten Steuerdrücken sowie den in der Rückmeldedruckkammer 31 auf die Rückmeldefläche 30 des Ventilschiebers 12 wirkenden Systemdruck eingestellt. Die Kraft aus dem Systemdruck auf die Rückmeldefläche 30 wirkt entgegen der Kraft des Federelements 18.
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Die Regelung des Systemdrucks in dem Hydraulikkreis wird über das Druckreduzierventil 1 durch Drosselung der Hydraulikflüssigkeit beim Übergang aus der zulaufseitigen Kammer 4 in die ablaufseitige Kammer 5 vorgenommen. Zu diesem Zweck bildet ein Durchgang 19, der durch die Aufnahmebohrung 3 gebildet ist und über welchen die Kammern 4 und 5 im Ventilgehäuse 2 miteinander verbunden sind, einen Drosselspalt 20, an welchem im Zusammenspiel mit einer Schließkante 21 am Ventilschieber 12 und in Abhängigkeit der axialen Position des Ventilschiebers 12 im Ventilgehäuse 2 eine jeweilige Drosselung zur Einstellung des Systemdrucks vorgenommen wird. Insofern definieren der Drosselspalt 20 und die Schließkante 21 gemeinsam eine Drosselstelle 22 des Druckreduzierventils 1.
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Während der Drosselspalt 20 an dem Durchgang 19 ausgestaltet ist, ist die Schließkante 21 an einem axialen Ende des Führungsabschnitts 14 ausgestaltet, mit welchem der Führungsabschnitt 14 axial in Richtung der ablaufseitigen Kammer 5 weist. Wie insbesondere in einer Detailansicht des entsprechenden Bereichs in 2 zu erkennen ist, ist die Schließkante 21 dabei zwischen einem Außendurchmesser 23 des Führungsabschnitts 14 und einer Flanke 24 definiert, mit welcher sich der Führungsabschnitt 14 im Bereich seines axialen Endes auf einen niedrigeren Außendurchmesser des Ventilschiebers 12 verjüngt. Die Flanke 24 verläuft dabei sowohl nach radial innen, als auch axial in Richtung des Führungsabschnitts 14 und der Sackbohrung 17, so dass eine Hinterschneidung des Ventilschiebers 12 definiert wird.
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Als Besonderheit ist der Ventilschieber 12 an einem Abschnitt 25, der axial zwischen dem Führungsabschnitt 14 und dem Führungsabschnitt 15 verläuft und mit dem der Ventilschieber 12 die ablaufseitige Kammer 5 axial durchdringt, mit einer Strömungsgeometrie 26 versehen. Diese Strömungsgeometrie 26 ist hierbei dafür vorgesehen, die Hydraulikflüssigkeit hinter der Drosselstelle 22 durch Erzeugung einer turbulenten Strömung zu verwirbeln. Zu diesem Zweck wird über die Strömungsgeometrie 26 eine zumindest teilweise Strömungsumlenkung der Hydraulikflüssigkeit nach dem Übertritt über die Drosselstelle 22 in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer 4 hervorgerufen.
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Wie in 2 zu erkennen ist, ist die Strömungsgeometrie 26 dazu umlaufend und rotationssymmetrisch am Ventilschieber 12 ausgestaltet, wobei die Strömungsgeometrie 26 dabei im Wesentlichen einen dreieckähnlichen Querschnitt 27 aufweist, dessen Spitze 28 in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer 4 orientiert ist. Des Weiteren ist eine Seite 29 des Querschnitt 27, mit welcher der Querschnitt 27 axial in Richtung der Drosselstelle 22 gewandt liegt, kurvenförmig und hierbei gekrümmt gestaltet, um die gewünschte Strömungsumlenkung zu realisieren.
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Durch die zumindest teilweise Strömungsumlenkung und die hierdurch hervorgerufene turbulente Strömung der Hydraulikflüssigkeit im Anschluss an die Drosselstelle 22 werden akustische Störungen im Bereich der Drosselstelle 22 minimiert, welche ihre Ursache in Strömungsgeräuschen der Hydraulikflüssigkeit haben. Gleichzeitig kann über das Druckreduzierventil 1 eine zuverlässige Regelung eines Systemdrucks vorgenommen werden.
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Bezugszeichen
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- 1
- Druckreduzierventil
- 2
- Ventilgehäuse
- 3
- Aufnahmebohrung
- 4
- zulaufseitige Kammer
- 5
- ablaufseitige Kammer
- 6
- Druckraum
- 7
- Druckraum
- 8
- Zulauf
- 9
- Ablauf
- 10
- Druckanschluss
- 11
- Druckanschluss
- 12
- Ventilschieber
- 13
- Längsmittelachse
- 14
- Führungsabschnitt
- 15
- Führungsabschnitt
- 16
- Führungsabschnitt
- 17
- Sackbohrungen
- 18
- Federelement
- 19
- Durchgang
- 20
- Drosselspalt
- 21
- Schließkante
- 22
- Drosselstelle
- 23
- Außendurchmesser
- 24
- Flanke
- 25
- Abschnitt
- 26
- Strömungsgeometrie
- 27
- Querschnitt
- 28
- Spitzel
- 29
- Seite
- 30
- Rückmeldefläche
- 31
- Rückmeldedruckkammer
- 32
- Rückmeldeanschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1384926 A2 [0003, 0015]