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DE68913425T2 - Drucksteuerventil. - Google Patents

Drucksteuerventil.

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Publication number
DE68913425T2
DE68913425T2 DE68913425T DE68913425T DE68913425T2 DE 68913425 T2 DE68913425 T2 DE 68913425T2 DE 68913425 T DE68913425 T DE 68913425T DE 68913425 T DE68913425 T DE 68913425T DE 68913425 T2 DE68913425 T2 DE 68913425T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
piston
pressure
spring
housing
Prior art date
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Application number
DE68913425T
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Inventor
Ernest A Dibartolo
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Helios Technologies Inc
Original Assignee
Sun Hydraulics Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/06Safety 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
    • F16K17/065Safety 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 with differential piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich generell auf Hydraulikdruck- Steuerventile, und genauer gesagt auf solche Ventile, die einen Absolut- Einstelldruck besitzen, welcher als ein direktwirkendes Sequenzventil und belüftetes Ausgleichsventil arbeiten.
  • In U.S.-Patent 4,742,846 offenbarte ich ein direktwirkendes, differentielles Kolbenentlastungsventil, das gewünschte Betriebscharakteristiken der Stabilität aufweist selbst bei sehr niedrigen Strömungen, ein Fehlen von Flattern beim Öffnen und niedrige Hysterese. Diese selben Charakteristiken sind wünschenswert in Drucksteuerventilen, die für andere Zwecke verwendet werden. Das direktwirkende Sequenzventil und belüftete Ausgleichsventil dieser Erfindung weisen nicht nur diese Betriebscharakteristiken auf, sondern verwenden auch zahlreiche derselben Komponenten wie das patentierte Ventil - was es ökonomisch macht, eine Familie von Ventilen zu schaffen.
  • Die beiden Drucksteuerventile dieser Erfindung sind unempfindlich gegenüber dem Druck stromab. Das heißt, sie können eingestellt werden, um bei einem gewünschten stromaufwirkenden Druck zu öffnen, und dieser Druck ändert sich nicht, unabhängig von dem stromabherrschenden Druck.
  • DE-A-1 254 925, auf der die Präambel der Ansprüche 1 und 6 basiert, offenbart eine Entlastungsventilbaugruppe mit einem Kolben, der für Längsbewegung in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist. Die Auslaßöffnung ist ringförmig und wird verschlossen durch eine zylindrische Seite des Kolbenkopfes. Der Druck in dem Einlaß, der axial ist, wirkt auf die freie Frontseite des Kolbenkopfes und drückt den Kolben in eine Richtung für das Öffnen des Ventils, während eine Feder den Kolben in eine Richtung zum Schließen des Ventils drückt. Während das Ventil geschlossen ist oder nur geringfügig offen, steht eine ringförmige Kammer hinter dem Kolbenkopf in Kommunikation mit dem Einlaßdruck über eine Axialpassage durch den Kolben, so daß der Druck in der ringförmigen Kammer teilweise die Kraft des Einlaßdrucks, die auf das Ventil wirkt, ausgleicht.
  • Die vorliegende Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, schafft ein Drucksteuerventil mit einem Absolut-Einstelldruck, umfassend: ein sich in Längsrichtung erstreckendes Ventilgehäuse; einen Ventilsitz, der eine Primäröffnung an einem Ende des Gehäuses definiert; eine Steuerfederkammer in dem Gehäuse; eine Steuerfeder in der Steuerfederkammer; einen in Längsrichtung justierbaren Steuerkammerverschluß am anderen Ende des Gehäuses zum Abschluß eines Endes der Steuerfederkammer; eine Kolbenbaugruppe, die für Längsbewegung in dem Gehäuse montiert ist, welche Kolbenbaugruppe einen Kolbentreiber, einen Kolbenkopf und einen Kolbenschaft hat, wobei der Kolbentreiber an dem anderen Ende der Steuerfederkammer angeordnet ist; der Kolbenkopf einen ersten Durchmesser aufweist und eine ringförmige Längserstreckung, welche ringförmige Längserstreckung des Kolbenkopfes eine Kante aufweist, die eine Abdichtung mit dem Ventilsitz bildet, wenn das Ventil geschlossen ist, wobei die Dichtung einen Durchmesser aufweist gleich dem ersten Durchmesser des Kolbenkopfes; eine Sekundäröffnung durch das Gehäuse nahe dem Ventilsitz, wodurch eine Passage geschaffen wird von der primären Öffnung zu der sekundären Öffnung, wenn das Ventil offen ist, wobei der Kolbenschaft den Kolbentreiber und den Kolbenkopf verbindet; eine ringförmige Federkraftreduzierkammer zwischen dem Kolbentreiber und dem Kolbenkopf; und eine Passage zwischen der Federkraftreduzierkammer und der Primäröffnung, wodurch hydraulisches Fluid unter Primäröffnungsdruck in die Federkraftreduzierkammer eintreten kann und teilweise die Kraft ausgleichen kann, die von dem Hydraulikfluid an der Primäröffnung ausgeübt wird; dadurch gekennzeichnet, daß die Kante an der ringförmigen Längserstreckung eine innere Kante ist, welche die Dichtung mit dem Ventilsitz bildet, wenn das Ventil geschlossen ist; daß die ringförmige Längserstreckung des Kolbenkopfes eine Ringfläche aufweist, die sich von der inneren Kante erstreckt, die dem Hydraulikfluid in der Sekundäröffnung exponiert ist; daß der Ventilsitz für Längsbewegung in dem Ventilgehäuse montiert ist; daß eine Feder den Ventilsitz in die Sitzposition vorspannt; und daß Hydraulikdruck an der Sekundäröffnung den Ventilsitz aus der Sitzposition verlagert, wodurch das Ventil eine freie Rückflußcharakteristik aufweist.
  • Ferner wird, wie im Anspruch 6 definiert, ein Drucksteuerventil geschaffen, umfassend ein sich in Längsrichtung erstreckendes Ventilgehäuse; eine Kolbenbaugruppe, die für Längsbewegung in dem Gehäuse montiert ist, welche Kolbenbaugruppe einen Kolbenkopf an einem Ende, einen Kolbentreiber am anderen Ende und einen Kolbenschaft umfaßt, welcher den Kolbenkopf und den Kolbentreiber verbindet; einen Ventilsitz, der in dem Gehäuse nahe dem Kolbenkopf montiert ist, welcher Ventilsitz eine Primäröffnung des Ventils an einem Ende des Ventilgehäuses definiert; eine feste Trennwand zwischen dem Kolbenkopf und dem Kolbentreiber, welche den Kolbenschaft umschließt; eine Federkraftreduzierkammer zwischen dem Kolbenkopf und der festen Trennwand; eine Passage zwischen der Federkraftreduzierkammer und der Primäröffnung, wodurch Hydraulikfluid unter Primäröffnungsdruck in die Federkraftreduzierkammer gelangen kann und teilweise der Hydraulikkraft auf den Kolbenkopf entgegenwirkt; eine Steuerfederkammer in dem Gehäuse; eine Steuerfeder in der Steuerfederkammer; einen in Längsrichtung justierbaren Federkammerverschluß an einem Ende der Steuerfeder, wobei der Kolbentreiber an dem anderen Ende der Steuerfeder ist; und eine Sekundäröffnung in dem Gehäuse nahe dem Ventilsitz, wodurch eine Passage von der Primäröffnung zu der Sekundäröffnung geschaffen wird, wenn das Ventil offen ist; dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckentlastungsöffnung mit der Federkammer verbunden ist, wodurch Hydraulikdruck in der Federkammer vernachlässigbar wird, daß der Ventilsitz längsbeweglich in einem Ventilfortsatz montiert ist; daß eine Feder den Ventilsitz in die Sitzposition vorspannt; und daß Hydraulikdruck an der Sekundäröffnung den Ventilsitz aus der Sitzposition verlagert, wodurch das Ventil eine freie Rückflußcharakteristik aufweist.
  • Drucksteuerventile werden geschaffen mit einer Federkraftreduktionskammer zwischen dem Kolbenkopf des Ventils und dem Kolbentreiber, auf den die Steuerfeder einwirkt. Die Federkraftreduktionskammer ist verbunden mit einer Passage durch den Kolbenkopf derart, daß das Hydraulikfluid, das auf die Kolbenseite einwirkt, in die Federkraftreduktionskammer eintritt. Eine Fläche des Kolbenkopfes steht unter der Wirkung des Hydraulikfluids innerhalb dieser Kammer zum Bereitstellen einer Schließkraft, welche die Öffnungskraft teilweise ausgleicht, welche durch den Hydraulikdruck an der primären Öffnung der Kolbenseite erzeugt wird. Diese Ausgleichskraft ermöglicht die Verwendung einer kleineren Steuerfeder in dem Ventil, so daß ein Ventil, das physisch klein ist, Hydraulikfluide unter hohem Drücken steuern kann. Die Ventile werden unempfindlich gemacht gegenüber Druck an der Sekundäröffnung, indem keine Kolbenfläche dem Sekundäröffnungsdruck ausgesetzt ist.
  • Das direktwirkende Sequenzventil hat eine Passage zum Verbinden der Steuerfederkammer mit niedrigem, konstantem Reservoirdruck. Dieser Referenzdruck wird auch auf die Nettodruckfläche der Ventile zur Einwirkung gebracht.
  • Das Ausgleichsventil unterscheidet sich von dem Sequenzventil dadurch, daß es eine dritte Öffnung aufweist für das Einspeisen eines hydraulischen Pilotdrucks in eine Pilotkammer zum Unterstützen des an der Primäröffnung herrschenden Hydraulikdrucks für das Öffnen des Ventils. Eine Passage zur Belüftung zur Atmosphäre ist außerdem in der Federkammer vorgesehen. In einer alternativen Ausführungsform kann eine vierte Öffnung vorgesehen sein zu dem Reservoirdruck, so daß eine vorhersagbare Niederdruckreferenz zur Verfügung steht.
  • Beide Ventile können ferner das Merkmal eines freien Umkehrflusses aufweisen, bei dem Druck an der Sekundäröffnung einwirken kann zum Verlagern des Primäröffnungsventilsitzes. Beide Ventile verwenden auch die Merkmale niedriger Reibung, wie das oben genannte U.S.-Patent 4,742,846.
  • Es ist gemäß der Erfindung möglich, ein Drucksteuerventil zu schaffen mit einem Absolut-Einstelldruck.
  • Es ist gemäß der Erfindung ferner möglich, ein direktwirkendes Sequenzventil zu schaffen.
  • Es ist gemäß der Erfindung ferner möglich, ein Ausgleichsventil mit Pilotunterstützung zu schaffen.
  • Zwei Formen von Ventilen, aufgebaut gemäß der Erfindung, und Hydraulikkreise mit solchen Ventilen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines direktwirkenden Sequenzventils gemäß der Erfindung ist.
  • Fig. 2 eine symbolische Zeichnung ist zur Darstellung eines direktwirkenden Sequenzventils in einem Hydraulikkreislauf.
  • Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines belüfteten Ausgleichsventils mit Pilotunterstützung ist.
  • Fig. 4 eine symbolische Zeichnung ist zur Darstellung eines belüfteten Ausgleichsventils in einem Hydraulikkreislauf.
  • In Fig. 1 ist zunächst ein direktwirkendes Sequenzventil 10 dargestellt mit einer Primäröffnung 12, die mit einer Sekundäröffnung 14 verbunden ist, wenn der Kolbenkopf 16 verlagert wird. Das Ventil 10 besitzt ein Hauptgehäuse 18, das eine Steuerfederkammer 20 umfaßt, in welcher die Steuerfeder 22 angeordnet ist. Federführungen 24 und 26 sind an den Enden der Steuerfeder 22 angeordnet. Die Federführung 24 hat ein abgerundetes Ende, wobei es sich um eine eingepreßte Kugel 28 handeln kann, welches an einer Einsenkung im Kolbentreiber 30 anliegt. Die Federführung 26 hat ein in ähnlicher Weise abgerundetes Ende 32, das an einer Einsenkung im Federkammerverschluß 34 anliegt. Der Federkammerverschluß 34 ist in Längsrichtung einstellbar, indem er einen Gewindeabschnitt 36 aufweist, der ein- bzw. herausschraubbar ist zur Änderung der Federkraft. Ein T-förmiger Schlitz erstreckt sich durch den Kolbentreiber 30, um für die Längsbewegung den Kolbenkopffortsatz 38 aufzunehmen und zu verriegeln.
  • Der Kolbenkopf 16 hat einen sich radial auswärtserstreckenden Abschnitt mit einem ringförmigen Längsfortsatz 40. Die innere Kante des ringförmigen Fortsatzes 40 bildet eine Abdichtung gegen den Ventilsitz 42. Die Passage 44 führt von der Sekundäröffnung 14 zur Kammer 46, so daß der Druck in der Kammer 46 derselbe ist wie der Sekundäröffnungsdruck. Zusätzlich ist der Durchmesser 47 des Kolbenkopfes 16 derselbe wie der Dichtungsdurchmesser. Dieser Flächenausgleich macht das Ventil unempfindlich gegenüber Sekundäröffnungsdruck.
  • Das direktwirkende Sequenzventil 10 umfaßt eine Federkraftreduktionskammer 48, die durch die Passage 50 durch den Kolbenkopf 16 mit der Primäröffnung 12 verbunden ist. Die Kolbenstirnfläche, die dem Primäröffnungs-Hydraulikdruck ausgesetzt ist, erzeugt eine Öffnungskraft, die teilweise ausgeglichen wird durch eine Fläche in der Federkraftreduktionskammer 48, die der Öffnungskraft Widerstand entgegensetzt. Die Fläche, die nicht ausgeglichen wird, wird repräsentiert durch den kleineren Durchmesser des Kolbenschaftes 52, der mit den Pfeilen angedeutet ist.
  • Es ist wichtig, den Durchmesser der Kolbenstirn, auf den der Primäröffnungsdruck einwirkt, gleichzumachen dem Durchmesser 47 des Kolbenkopfes, so daß der Durchmesser des Kolbenschaftes 52 je nach Wunsch gewählt werden kann, um eine unabgeglichene Hydraulikkraft bereitzustellen, welche den Einstelldruckbereich für das Ventil liefert, welcher nur durch die Steuerfeder ausgeglichen wird.
  • Reibungsarme Zweiwegedichtungen, welche einen O-Ring und einen Ring aus Material niedriger Reibung, wie Teflon, umfassen, werden in angemessener Weise verwendet, um an den gleitenden Oberflächen eine Dichtung zu schaffen.
  • Für einige Anwendungsfälle ist das Merkmal einer freien Rückströmung wünschenswert. Das heißt, wenn der Sekundäröffnungsdruck hinreichend viel höher ist als der Primäröffnungsdruck, sollte das Ventil nicht die Strömung von der Sekundäröffnung zur Primäröffnung behindern. Der Ventilsitz 42 ist gleitbeweglich in dem Ventilfortsatz 54 montiert und wird normalerweise gehalten durch die Feder 56, unterstützt von dem Druck an der Primäröffnung in der abdichtenden Position. Die Feder 56 ist so ausgewählt, daß sie eine niedrige Federkonstante aufweist, damit dem Ventilsitz 42 ermöglicht wird, sich in Öffnungsstellung zu bewegen, wenn der Druck an der Sekundäröffnung 14 den an der Primäröffnung 12 um die Federkraft plus die Nettokraft, ausgeübt auf den Sitz durch den Primäröffnungsdruck, um einen kleinen nominellen Wert übersteigt. Das Primäröffnungshydraulikfluid kann in die Kammer, welche die Feder 56 enthält, eintreten. Dieser Druck wirkt auf die Sitzwandungsoberfläche in dieser Kammer zum Erzeugen einer Kraft, die nur teilweise ausgeglichen wird durch Druck auf dem gegenüberliegenden Ende des Sitzes, der auf eine kleinere Wandungsfläche einwirkt.
  • Eine dritte Öffnung ist vorgesehen, die begrenzt wird von der ringförmigen äußeren Nut 58. Diese dritte Öffnung ist ein Ablauf zum Reservoir. Dieses bildet einen erforderlichen niedrigen Referenzdruck, so daß der Ventilöffnungsdruck vorhersagbar ist. Die Passage 60 verbindet die Nut 58 mit dem Spalt 62 zwischen dem Kolbentreiber 30 und einer festen Trennwand 64. Infolgedessen erzeugt der Primäröffnungsdruck, der auf eine Fläche einwirkt, definiert durch den Durchmesser des Kolbenschaftes 52, eine Kraft, der nur die Steuerfeder 22 entgegenwirkt.
  • Die insoweit beschriebene Struktur ist beiden direktwirkenden Sequenzventilen gemeinsam, die nun beschrieben werden, und dem Ausgleichsventil mit Pilotunterstützung, das weiter unten beschrieben wird.
  • Das direktwirkende Sequenzventil umfaßt ferner eine Passage 66 zwischen der Federkammer 20 und der dritten Reservoiröffnung 58. In dem Sequenzventil sind die Passagen zu der dritten Öffnung groß genug, um einen freien Ablauf für das Hydraulikfluid zu dem Reservoir zu ermöglichen, um so nicht der Ventilöffnung entgegenzuwirken.
  • Gemäß Fig. 2 liefert die Pumpe 68 Hydraulikfluid unter einem gewünschten Druck an die Primäröffnung 12 des direktwirkenden Sequenzventils 10. Das Rückschlagventil 70 repräsentiert die Charakteristik des freien Umkehrflusses von der Sekundäröffnung 14 zur Primäröffnung 12. Die gestrichelte Linie 72 repräsentiert die Tatsache, daß der Primäröffnungsdruck der Federkraft entgegenwirkt zum Öffnen des Ventils. Die gestrichelte Linie 74 deutet an, daß nur die Federkraft der Öffnungskraft entgegenwirkt - wie oben angedeutet, sind sowohl die Federkammer als auch der Spalt 62 mit dem Reservoir verbunden. Eine Sequenz von durch Ventile gesteuerten Operationen kann vorherbestimmt werden durch Anschließen von Ventilen parallel an die von der Pumpe 68 versorgte Leitung und Zuordnung unterschiedlicher Einstelldrücke zu den Ventilen. Auf diese Weise öffnet, wenn der Druck in der Leitung ansteigt, zuerst das Ventil mit dem niedrigsten Einstelldruck. Dieser Minimaldruck wird immer in der von der Pumpe 68 gespeisten Leitung sichergestellt.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 3 soll nun das belüftete Ausgleichsventil mit Pilotunterstützung 76 beschrieben werden, indem jene Merkmale dargelegt werden, die nicht gemeinsam sind mit dem direktwirkenden Sequenzventil. Eine Pilotdrucköffnung ist in diesem Ventil vorgesehen unter Verwendung der Öffnung 58 und der Passage 60 zum Einspeisen von Hydraulikfluid, das als Pilotdruck wirkt. Dieser Druck wird im Spalt 62 wirksam auf die große Fläche des Kolbentreibers 30 in diesem Spalt, wie auch auf die kleine Fläche des Kolbenschaftes 52, was zu einer Nettokraft führt, die das Öffnen des Ventils unterstützt. Dichtungen 80 und 82 dienen dazu, den Verlust dieses Hydraulikdruckes durch Lecken in die Federkammer 20 zu unterbinden. Die Federkammer 20 ist mit Belüftungspassage 86 versehen mit einer Abdeckung durch O-Ring 88, um Verunreinigungen daran zu hindern, in die Federkammer einzudringen. Die Belüftungspassage 86 ist dafür vorgesehen, eine Belüftung gegen die Atmosphäre zu schaffen. Eine alternative Ausführungsform substituiert die vierte Öffnung 89 (in gestrichelten Linien dargestellt), die direkt mit dem Reservoir verbunden ist für die Belüftungspassage 86.
  • Bei beiden Ventilen ist es wichtig, daß der Durchmesser der Kolbenstirn, auf den der Primäröffnungsdruck einwirkt, gleich ist dem Durchmesser 90 des Kolbenkopfes. Der Durchmesser des Kolbenschaftes 52 kann dann in bequemer Weise nach Wunsch geändert werden, um eine unausgeglichene Hydraulikkraft zu schaffen, welche den Einstelldruckbereich für das Ventil festlegt - ausgeglichen durch die Steuerfeder. Die Innendurchmesser der Ringe 94 und 96 sind natürlich so gewählt, daß sie sich dicht an den Durchmesser des Kolbenschaftes 52 anpassen.
  • Wenn gemäß Fig. 4 das Richtungssteuerventil 110 in die Anhebeposition verschoben ist, wird die Strömung der Pumpe 112 zu der Sekundäröffnung 14 des Ausgleichsventils 76 geführt und Öl fließt frei durch das Rückschlagventil zur Primäröffnung 12 und dann zum Zylinder 114, um eine Last W anzuheben.
  • Wenn das Richtungssteuerventil 110 auf die Mittelstellung gesetzt ist, schließt sich das Rückschlagventil. Die Last wird von dem Ausgleichsventil 76 solange gehalten, solange die Ventildruckeinstellung höher ist als der Lastdruck, der an der Primäröffnung 12 wirkt.
  • Wenn das Richtungssteuerventil 110 in die Absenkposition gebracht wird, fließt das Öl aus Pumpe 112 zu der Kolbenstangenseite des Zylinders 114 und außerdem zur Pilotöffnung 60 des Ausgleichsventils 76. Die Nettokraft, ausgeübt durch diesen Pilotdruck, unterstützt den Lastdruck beim Öffnen des Ventils. Da etwas Druck immer erforderlich ist an der Pilotöffnung, um das Ventil offenzuhalten, kann die Last niemals "durchgehen" bezüglich der Pumpe. Strömung von dem Zylinder wird begrenzt, was die Kavitation verhindert, die einträte, wenn die Last der Pumpe vorauslaufen würde. Wenn das Richtungssteuerventil wieder in die Mittelposition gebracht wird, fällt der Pilotdruck auf null und das Ausgleichsventil schließt, womit die Last sanft abgebremst und schließlich festgesetzt wird.

Claims (11)

1. Ein Drucksteuerventil mit einem Absolut-Einstelldruck, umfassend: ein sich in Längsrichtung erstreckendes Ventilgehäuse (18), einen Ventilsitz (42), der eine Primäröffnung (12) an einem Ende des Gehäuses definiert, eine Steuerfederkammer (20) in dem Gehäuse, eine Steuerfeder (22) in der Steuerfederkammer, einen in Längsrichtung justierbaren Steuerkammerverschluß (34) am anderen Ende des Gehäuses zum Abschluß eines Endes der Steuerfederkammer, eine Kolbenbaugruppe (30, 52, 16), die für Längsbewegung in dem Gehäuse montiert ist, welche Kolbenbaugruppe einen Kolbentreiber (30), einen Kolbenkopf (16) und einen Kolbenschaft (52) hat, wobei der Kolbentreiber an dem anderen Ende der Steuerfederkammer angeordnet ist, der Kolbenkopf einen ersten Durchmesser aufweist und eine ringförmige Längserstreckung (40), welche ringförmige Längserstreckung des Kolbenkopfes eine Kante aufweist, die eine Abdichtung mit dem Ventilsitz bildet, wenn das Ventil geschlossen ist, wobei die Dichtung einen Durchmesser aufweist gleich dem ersten Durchmesser des Kolbenkopfes, eine Sekundäröffnung (14) durch das Gehäuse nahe dem Ventilsitz, wodurch eine Passage geschaffen wird von der primären Öffnung zu der sekundären Öffnung, wenn das Ventil offen ist, wobei der Kolbenschaft den Kolbentreiber und den Kolbenkopf verbindet, eine ringförmige Federkraftreduzierkammer (48) zwischen dem Kolbentreiber und dem Kolbenkopf, und eine Passage (47) zwischen der Federkraftreduzierkammer und der Primäröffnung, wodurch hydraulisches Fluid unter Primäröffnungsdruck in die Federkraftreduzierkammer eintreten kann und teilweise die Kraft ausgleichen kann, die von dem Hydraulikfluid an der Primäröffnung ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante an der ringförmigen Längserstreckung (40) eine innere Kante ist, welche die Dichtung mit dem Ventilsitz (42) bildet, wenn das Ventil geschlossen ist, daß die ringförmige Längserstreckung (40) des Kolbenkopfes (16) eine Ringfläche aufweist, die sich von der inneren Kante erstreckt, die dem Hydraulikfluid in der Sekundäröffnung exponiert ist, daß der Ventilsitz für Längsbewegung in dem Ventilgehäuse montiert ist, daß eine Feder den Ventilsitz in die Sitzposition vorspannt, und daß Hydraulikdruck an der Sekundäröffnung den Ventilsitz aus der Sitzposition verlagert, wodurch das Ventil eine freie Rückflußcharakteristik aufweist.
2. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 1, bei dem der Kolbenkopf eine der ringförmigen Fläche abgekehrte Fläche gleicher Größe wie die Ringfläche aufweist, welche ebenfalls dem Hydraulikfluid von der Sekundäröffnung exponiert ist, wodurch Kräfte, ausgeübt durch Hydraulikfluid an der Sekundäröffnung, einander gleich und entgegengerichtet sind.
3. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine feste leckdichte Trennwand (64) zwischen dem Kolbentreiber (30) und dem Kolbenkopf (16), welche den Kolbenschaft (52) umschließt, einen Spalt (62) zwischen der Trennwand (64) und dem Kolbentreiber (30) und eine mit dem Spalt verbundene dritte Öffnung (58, 60).
4. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Passage (66) zwischen der Steuerfederkammer und der dritten Öffnung.
5. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Passage durch das Gehäuse von der Steuerfederkammer und wobei der justierbare Federkammerverschluß (34) lösbar die Passage durch das Gehäuse absperrt.
6. Ein Drucksteuerventil, umfassend: ein sich in Längsrichtung erstreckendes Ventilgehäuse, eine Kolbenbaugruppe (30, 52, 16), die für Längsbewegung in dem Gehäuse montiert ist, welche Kolbenbaugruppe einen Kolbenkopf (16) an einem Ende, einen Kolbentreiber (30) am anderen Ende und einen Kolbenschaft (52) umfaßt, welcher den Kolbenkopf und den Kolbentreiber verbindet, einen Ventilsitz (42), der in dem Gehäuse nahe dem Kolbenkopf montiert ist, welcher Ventilsitz eine Primäröffnung (12) des Ventils an einem Ende des Ventilgehäuses definiert, eine feste Trennwand (64) zwischen dem Kolbenkopf und dem Kolbentreiber, welche den Kolbenschaft umschließt, eine Federkraftreduzierkammer (48) zwischen dem Kolbenkopf und der festen Trennwand, eine Passage (47) zwischen der Federkraftreduzierkammer und der Primäröffnung, wodurch Hydraulikfluid unter Primäröffnungsdruck in die Federkraftreduzierkammer gelangen kann und teilweise der Hydraulikkraft auf den Kolbenkopf entgegenwirkt, eine Steuerfederkammer (20) in dem Gehäuse, eine Steuerfeder (22) in der Steuerfederkammer, einen in Längsrichtung justierbaren Federkammerverschluß (34) an einem Ende der Steuerfeder, wobei der Kolbentreiber an dem anderen Ende der Steuerfeder ist, und eine Sekundäröffnung (14) in dem Gehäuse nahe dem Ventilsitz, wodurch eine Passage von der Primäröffnung zu der Sekundäröffnung geschaffen wird, wenn das Ventil offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckentlastungsöffnung (86) mit der Federkammer verbunden ist, wodurch Hydraulikdruck in der Federkammer vernachlässigbar wird, daß der Ventilsitz längsbeweglich in einem Ventilfortsatz montiert ist, daß eine Feder den Ventilsitz in die Sitzposition vorspannt, und daß Hydraulikdruck an der Sekundäröffnung den Ventilsitz aus der Sitzposition verlagert, wodurch das Ventil eine freie Rückflußcharakteristik aufweist.
7. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 7, bei dem der Kolbenkopf eine erste, dem Druck in der Sekundäröffnung ausgesetzte Fläche aufweist mit der Tendenz, das Ventil zum Öffnen zu bringen, daß der Kolbenkopf eine zweite, dem Druck in der Sekundäröffnung ausgesetzte gleich große Fläche aufweist mit der Tendenz, das Ventil zum Schließen zu bringen, wodurch das Ventil unempfindlich gegenüber Sekundäröffnungsdruck ist.
8. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine dritte Öffnung (58, 60), einen Spalt (62) zwischen der festen Trennwand (64) und dem Kolbentreiber (30), und eine Passage, welche den Spalt und die dritte Öffnung verbindet.
9. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine Passage (66) zwischen der Steuerfederkammer und der dritten Öffnung.
10. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Passage durch das Ventilgehäuse von der Steuerfederkammer, und wobei der justierbare Federkammerverschluß (34) lösbar die Passage durch das Gehäuse versperrt.
11. Ein Drucksteuerventil nach Anspruch 4 oder Anspruch 5 oder Anspruch 8, ferner umfassend: eine erste Federführung (26), die zwischen der Steuerfeder (22) und dem Federkammerverschluß (34) angeordnet ist, eine zweite Federführung (24), die zwischen der Steuerfeder und dem Kolbentreiber (30) angeordnet ist, welche erste und zweite Federführung eine abgerundete Oberfläche in Anlage an dem Federkammerverschluß bzw. dem Kolbentreiber aufweisen.
DE68913425T 1988-11-01 1989-10-20 Drucksteuerventil. Expired - Fee Related DE68913425T2 (de)

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