DE2131325C3 - Druckminderventil - Google Patents

Description

3. Druckminderventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch Bildung einer Baueinheit mit einem den Minderdruck festlegenden Druckventil (I I).

4. Druckminderventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Minderdruck beaufschlagte und von der Stirnfläche (3d) des Regelkolbens (3) begrenzte Veniilraum (20) über Verbindungsbohrungen (19, 20) mit dem Ventilraum (15) des Vorsteuerventils (II) über eine Drossel (17) oder einen Zulaufstromregler mit der Druckmittelquelle (P) verbunden ist.

5. Druckminderventil nach den Ansprüchen 3 und 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (3) des Hauptventils zwei einander gegenüberliegende Steuerkanten (3a, 3b) aufweist, die in der Mittelstellung des Regelkolbens (3) den Verbraucher (V) von Verengung des freien Durchflußquerschniues im Bereich des Regelkolbens bewirkt eine Herabsetzung der Durchflußmenge. Diese Verminderung der Durchfiußmenge ist besonders kraß bei kleiner Druckdifferenz zwischen Druckmittelquelie und Verbraucher.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Druckminderventils, das auch bei kleiner Druckdifferenz zwischen Druckmittelquelle und Verbraucher durch Freigabe eines großen Durchflußquerschnittes eine große Durchflußmenge und damit einen hohen Durchflußwert aufweist und darüber hinaus ohne Beeinträchtigung dessen Durchflußcharakterisiik durch einfache Maßnahmen eine hohe Stabilität der Regelstellung des Regelkolbens zu erzielen ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die andere Stirnfläche des Regelkolbens von einem vorgegebenen, den Regelkolben in Richtung seiner die Druckmittelquelle mit dem Verbraucher verbindenden Regelstellung beaufschlagenden konstanten, den Ver-

braucherdruck festlegenden Minderdruck beaufschlagt ist.

Da dieser Minderdruck in seiner Größe im Gegensatz ZJ der Kraft einer Feder in jeder Regelstellung des Regelkolbens konstant ist. bewegt sich der Regelkolben erst dann in Richtung seiner Schließstellung, wenn der Verbraucherdruck so weit angestiegen ist, daß dieser gemeinsam mit der ebenfalls in Schließrichtung des Regelkolbens wirkenden Strahlkraft des durchströmenden Arbeitsmittels den Minderdruck übersteigt. Die Regelstellung des Regelkolbens bei einem bestimmten eingestellten Minderdruck ist hierbei durch den Anteil der neben den Verbraucherdruck ebenfalls in Schließrichtung wirkenden Strahlkraft mit festgelegt. Da die Strahlkraft durchflußmengenabhängig ist, d. h., mit kleiner werdender Durchflußmenge entsprechend kleiner werdendem Steuerspalt ebenfalls kleiner wird, übernimmt diese die Aufgabe einer Regelfeder. Da ferner in Schließstellung des Regelkolbens nur statische Druckkräfte auf denselben wirken, können dessen Steuerkan-

der Druckmittelquelle (P) und dem Tank (T) tren- 40 ten eine größere Überdeckung aufweisen, so daß ohne nen. Beeinträchtigung der Regelcharakteristik nur ein gerin

ger Leckölverlust auftritt. Vorteilhafterweise erhält der

Regelkolben einen gegenüber bekannten Druckminderventilen überlangen Hub von wenigstens 45 0,4 · Regelkolbendurchmesser zur Herabsetzung der auf den Regelkolben wirkenden Strahlkräfte. Dadurch wird nicht nur ein besonders hoher Durchflußwert erzielt, sondern auch eine besonders hohe Regelslabilität. Zweckmäßigerweise bildet das Druckminderventil mit 50 einem den Minderdruck festlegenden Druckventil eine Baueinheit.

Es ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise, wenn der vom Minderdruck beaufschlagte und von der Stirnseite des Regeikolbens begrenzte Kolbenraum über Verbindungsbohrung :n mit dem Ventilraum des Druckventils in Verbindung steht und letzterer über eine Drossel oder einen Zulaufstromregler mit der Druckmiitelquelle verbunden ist.

Die kompakte Bauweise läßt sich noch^adurch giinstig beeinflussen, daß der Regelkolben zwei einander gegenüberliegende Steuerkanten aufweist, die in der Ausgangsstellung des Regelkolbens den Verbraucher von der Druckmittelquelle und dem Tank trennen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargesielM

F i g. 1 zeigt einen axialen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Druckminderventils und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il der F i e. 1.

Die Erfindung betrifft ein Druckminderventil in 3.Wege-Ausführung, dessen Regelkolben in der einen Endsiellung den Verbraucher mit der Druckmittelquelle und in der anderen Endstellung den Verbraucher mit dem Tank verbindet und der an der einen Stirnfläche vom Verbraucherdruck in Richtung seiner den Verbraucher mit dem Tank verbindenden Regelstellung beaufschlagt ist.

In Öffnungsrichtung ist der Regelkolben bei den bekannten Druckminderventilen von einer anstellbaren Druckfeder beaufschlagt. Dadurch wird die Druckminderung von der Kraft der anstellbaren Druckfeder bestimmt. Da mit Erreichen der geforderten Druckminderung die Druckmittelquelle von dem Verbraucher gelrennt sein muß, ist die den Regelkolben in öffnungsfichtung belastende Druckfeder derart anzustellen, daß #ire Federkraft in der Mittelstellung des Regelkolbens den geforderten Minderdruck entspricht. In der Offenitellung des Regeikolbens liegt somit entsprechend dem Kennlinienverlauf der Druckfeder eine geringere federkraft am Regelkolben an, so daß sich letzterer fcereits vor Erreichen der festgelegten Druckmindelling in Schließrichtung bewegt. Die damit verbundene

In den Figuren ist mit 1 das Ventilgehäuse und mit la die Ventilbüchse bezeichnet, in deren Längsbohrung 2 der Regelkolben 3 mit den einander gegenüberliegenden Steuerkanten 3a und 3b geführt ist

Die Steuerkante 3a wirkt mit den am Umfang gleichmäßig verteilten Durchbrüchen 5«? (Fig.2) der dem Regelkolben 3 zugewandten Begrenzungswand 5b der umlaufenden, über die Leitung 4 mit der Druckmittelquelle P in Verbindung stehenden Kammer 5 rusammen und die Steuerkante 36 mit den Durchbrüchen 7a der Begrenzunfiwand Tb der umlaufenden, über die Leitung 6 mit dem Tank Γ in Verbindung siehenden Kammer 7. Der von den einander gegenüberliegenden Steuerkanten 3a. 3b eingeschlossene Ventilraum 3e ist über die Leitung 8 mit dem Verbraucher V verbunden. Von der Leitung 8 zweigt die zu dem Kolbenraum 9 führende Leitung 10 ab.

Mit dem Ventilgehäuse 1 ist das Gehäuse 11a des Druckventils 11 befestigt, dessen Ventilsitz 12 mit einem von einer einstellbaren Druckfeder 13 belasteten Ventilkegel 14 zusammenwirkt. Der Ventilraum 15 steht über die Leitung 16 mit Drossel 17 sowie über den Leitungsabschnitt 18 im Ventilgehäuse 1 mit der unter dem Druck der Druckmittelquelle Pin Verbindung stehenden Kammer 5 in Verbindung. Die vom Ventilraum 15 wegführende Leitung 19 ist mit der in den Kolbenraum 20 mündenden Leitung 21 verbunden.

Die Wirkung des Druckminderventils ist folgende:

Der durch die den Ventilkegel 14 in Schließrichtung belastende anstellbare Druckfeder 13 festgelegte y< Druck im Ventilraum 15 des dem letzteren über die Drossel 17 zuströmenden und über den Ventilkegel 14 sowie den ^rederraum 24 aus diesem dauernd abströmenden Arbeitsmittels von der Druckmittelquelle P wirkt über die Verbindungsleitungen 19, 21 auch in dem Kolbenraum 20 und beaufschlagt dort die Stirnfläche 3c/des Steuerkolbens in Richtung des Kolbenraumes 9. Der im Verbraucher V wirkende Druck stellt sich über die Verbindungsleitung 10 auch im Kolbenraum 9 ein und beaufschlagt die Stirnfläche 3c des Steuerkolbens in Richtung des Kolbenraumes 20. Ist der im Kolbenraum 20 wirkende, eingestellte, gegenüber dem Druck der Druckmittelquelle P kleinere Minderdruck größer als der im Kolbenraum 9 wirkende Verbraucherdruck, verschiebt sich der Regelkolben in Richtung des KoI-benraumes 9. Hierbei gibt die umlaufende Steuerkante 3a die Durchbrechungen 5a der Begrenzungswand 5b frei, so daß von der Druckmittelquelle P Arbeitsmittel dem Verbraucher V zuströmen. Solange die Summe aus der auf den Regelkolben wirkenden Strahlkrafl und der resultierenden Kraft aus dem im Kolbenraum 9 wirkenden Druck in Verbindung mit der Stirnfläche 3c des Regelkolbens 3 kleiner ist als die resultierende Kraft aus dem im Kolbenraum 20 herrschenden Druck in Verbindung mit der Stirnfläche 3d des Regelkolbens 3. liegt letzterer an der Begrenzungswand 9a des Kolbenraumes 9 an. In dieser Regelstellung gibt die Steuerkante den gesamten Querschnitt der Durchbrechungen 5a frei. Der Durchflußquerschnitt erhält damit seinen Größtwert. Steigt der Verbraucherdruck so weit an, daß die Summe aus der auf den Regelkolben wirkenden Strahlkraft und der resultierenden Kraft aus dem Verbraucherdruck in Verbindung mit der Stirnfläche 3c des Regelko'.bens 3 größer ist als die entgegengesetzt gerichtete resultierende Kraft aus dem im Kolbenraum 20 herrschenden, eingestellten Druck in Verbindung mit der Stirnfläche 3</ des Regelkolbens, bewegt sich der Regelkolben in Richtung des Kolbenraumes 20. Die damit verbundene teilweise Überdeckung der Durchbrechungen 5a in der Begrenzungswand 5b bewirkt eine Herabsetzung der Durchflußmenge. Dies bewirkt nun wiederum eine Herabsetzung der auf den Regelkolben wirkenden Strahlkraft. Durch die Abnahme der auf den Regelkolben 3 wirkenden Strahlkraft mit kleiner werdender Durchflußmenge nimmt der Regelkolben eine Regelstellung ein, die neben der Größe des Verbraucherdruckes von der Größe der Strahlkraft bestimmt ist. Ist der Verbraucherdruck so weit angestiegen, daß dessen Größe der Größe des im Kolbenraum 20 eingestellten Minderdruckes entspricht, nimmt der Regelkolben die gezeigte Schließstellung ein. Damit ist die Verbindung des Verbrauchers V mit der Druckmittelquelle getrennt, so daß eine weitere Druckerhöhung von Seiten der Druckmiti "uelle unterbunden ist. Steigt der Druck im Verbraucher beispielsweise durch Einwirken einer äußeren Kr,;^rt auf einen Arbeitszylinder auf einen Wert an, der größer ist als der eingestellte Druck im Kolbenraum 20, /erschiebt sich der Regelkolben 3 in Richtung des Kolbenraumes 20 und verbindet durch Freigabe der Durchbrechungen 7a in der Begrenzungswand 7b der mit dem Tank T verbundenen Kammer 7 mit seiner umlaufenden Steuerkante 3b den Verbraucher V mit dem Tank T. Damit entspannt sich der Verbraucher durch Abführen von Arbeitsmittel in den Tank T. Auch in dieser Regelstellung des Regelkolbens 3 wirkt die Strahlkraft in Schließrichtung gemeinsam mit der resultierenden Kraft aus dem eingestellten Druck im Kolbenraum 20 in Verbindung mit der Stirnfläche 3d des Regelkolbens. Sobald auf beiden Stirnflächen des Regelkolbens wieder der gleiche Druck herrscht, nimmt der Regelkolben die gezeigte Ausgangsstellung, in der sowohl die Verbindung der Druckmittelquelle P mit dem Verbrauc! er V als auch die Verbindung des Verbrauchers V mit dem Tank T unterbrochen ist.

Der wirksame Hub des Regelkolbens entspricht in beiden Bewegungsrichtungen der axialen Erstreckung der der jeweiligen Bewegungsrichtung zugeordneten Durchbrechungen 5a bzw. 7a der Begrenziingswände 5b. 7b der Kammern 5, 7 zuzüglich eines die Leckverluste herabsetzenden Überdeckungsbetrages der Steuerkanten 3a bzw. 3b in der Größenordnung von wenigstens 0,4 · Regelkolbendurchmesser. Der maximale Querschnitt für das Arbeitsmittel wird von der Anzahl und der Größe der Durchbrechungen 5a bzw. 7a festgelegt. Der jeweilige Regelquerschnitt ergibt sich aus dem Grad der Überdeckung der Durchbrechungen durch die Steuerkanten 3a bzw. 3b des Regelkolbens 3. Je größer die axiale Erstreckung der Durchbrechungen gewählt wird, um so größer muß der Hub zur Freigabe eines bestimmten Durchflußquerschnittes sein und um so kleiner wird die auf den Regelkolben wirkende Strahlkraft. Ie kleiner die Strahlkraft ist, um so günstiger ist das Durchflußverhalten des Druckminderventils.

Die im Druckventil vorgesehene Drossel 17 wird so klein wie möglich ausgefünrt, um die Verluste des bei geöffnetem Ventilkegel 14 in den Federraum 24 gelangenden und von dort über die Leitungen 22, 23 über die Kammer 7 in den Tank 7 entströmenden Steueröls gering zu halten. Um die Verluste weiter zu verkleinern, kann statt der Drossel 17 ein kleiner Zulaufstromregler verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   21

   J. Druckminderventil in 3-Wege-Ausführung, dessen Regelkolben in der einen Endstellung den Verbraucher mit der Druckmittelquelle und in der anderen Endstellung den Verbraucher mit dem Tank verbindet und der an der einen Stirnfläche vom Verbraucherdruck in Richtung seiner den Verbraucher mit dem Tank verbindenden Regelstellung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Stirnfläche (3d) des Rcgelkolbens (3) von einem vorgegebenen, den Regelkolben in Richtung seiner die Druckmittelquelle mit dem Verbraucher verbindenden Regelstellung beaufschlagenden konstanten, den Verbraucherdruck festlegenden Minderdruck beaufschlagt is;.
2. 2. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (3) zur Herabsetzung der Strahlkräfte einen überlangen Hub von wenigstens 0,4 · Regelkolbendurchmesser aufweist.