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Die Erfindung betrifft ein Sitzventil insbesondere ein
Druckbegrenzungsventil mit dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Druckbegrenzungsventile werden zur Begrenzung eines
Systemdruckes eines hydraulischen Kreislaufes verwendet.
Aus dem Bosch-Rexroth-Datenblatt RD 25 710 09.96 ist ein
direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil des Typs DBDS 6
K-1X/200 in Standardausführung gemäß Fig. 1 bekannt, auf
die bereits hier Bezug genommen sei. Diese Figur zeigt den
ventilsitzseitigen Teil eines Druckbegrenzungsventils 1.
Dem gemäß ist ein kegelförmiger Schließkörper 2 gegen einen
Ventilsitz 4 mittels einer Schließfeder 6 vorgespannt. Die
Vorspannung der Schließfeder 6 läßt sich über eine nicht
dargestellte Verstellschraube ändern, so daß der
Systemdruck in Abhängigkeit von der Vorspannung der Schließfeder
6 veränderbar ist. In seiner dargestellten,
federvorgespannten Grundposition sperrt der Schließkörper 2 eine
Verbindung zwischen einem radialen Tankanschluß T und einem
axialen Systemanschluß P ab. Bei Überschreiten des über die
Schließfeder 6 voreingestellten Systemdrucks hebt der
Schließkörper 2 vom Ventilsitz 4 ab, so daß Druckmittel vom
Systemanschluß P zum Tankanschluß T hin abströmen kann und
der Systemdruck auf seinen voreingestellten Wert beschränkt
ist.
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Bei Schwankungen des am Systemanschluß P anliegenden
Druckes kann es zu Axialbewegungen des Schließkörpers 2
kommen, so daß dieser hochfrequente Schwingungen ausführt
und dabei gegen den Ventilsitz 4 schlägt. Dieses
unerwünschte "Rattern" des Schließkörpers 2 führt zu einer
erheblichen Lärmbelästigung und darüber hinaus zu einer
Beschädigung des Ventilsitzes 4, so daß
Dichtigkeitsprobleme auftreten können.
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Um diese hochfrequenten Schwingungen zu vermeiden, ist
der Schließkörper 2 mit einer Dämpfungseinrichtung 8
versehen. Bei der bekannten Lösung hat diese einen
Dämpfungszapfen 10, der mit zwei axial beabstandeten Ringbünden 12, 14
ausgebildet ist. Der Dämpfungszapfen 10 ist in einer sich
an den Ventilsitz 4 nach rechts (Fig. 1) anschließenden
Dämpfungsbohrung 16 geführt und bei der dargestellten
Lösung einstückig mit dem Schließkörper 2 ausgebildet.
Durch die beiden Ringbünde 12, 14 sind ein ringförmiger
Dämpfungsraum 18 und ein rückwärtiger Dämpfungsraum 20
begrenzt, die über Ringspalte oder sonstige Strömungskanäle
am Außenumfang der Ringbünde 12, 14 mit einem
ventilsitzseitigen Druckraum 22 verbunden sind.
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In der dargestellten Grundposition kann das Druckmittel
vom Druckraum 22 über die vorgenannten Ringspalte in den
ringförmigen Dämpfungsraum 18 und den rückwärtigen
Dämpfungsraum 20 einströmen. Bei der Axialverschiebung des
Dämpfungszapfens 10, d. h. beim Öffnen oder Schließen des
Schließkörpers 2 muß, je nach Bewegungsrichtung,
Druckmittel in die Dämpfungsräume 18, 20 nachgesaugt oder
aus diesem verdrängt werden. Das Dämpfungsvolumen mit den
Ringspalten soll dabei so ausgelegt werden, daß der
Öffnungshub des Schließkörpers nur unwesentlich beeinflußt
ist.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Variante
wird die Axialverschiebung des Dämpfungszapfens 10 in
Öffnungsrichtung (nach links in Fig. 1) durch, eine
Einpressung 24 am Außenumfang einer Sitzbuchse 26 begrenzt,
die in eine Ventilhülse 28 eingesetzt ist. In der
Grundposition befindet sich die Einpressung 24 im Bereich
zwischen den beiden Ringbünden 12, 14, so daß der in Fig.
1 rechte Ringbund 14 bei der Öffnungsbewegung auf die
Einpressung 24 aufläuft und somit der Schließkörper 2 nicht
weiter in Öffnungsrichtung vom Ventilsitz 4 weg bewegbar
ist.
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Es zeigte sich in der Praxis, daß sich mit einer
derartigen Konstruktion nicht das gewünschte Dämpfungsverhalten
erzielen läßt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Sitzventil, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil zu
schaffen, bei dem die Dämpfungswirkung gegenüber
herkömmlichen Lösungen verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Sitzventil mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein Endabschnitt eines
Dämpfungszapfens aus einem Gehäuseteil des Sitzventils herausgeführt
und trägt einen Anschlag, der mit dem Gehäuseteil als
Hubbegrenzung zusammenwirkt. Durch diese externe Anordnung
der Hubbegrenzung kann eine den Dämpfungszapfen aufnehmende
Dämpfungsbohrung mit geringerer Länge als beim
vorbeschriebenen Stand der Technik ausgeführt werden, so daß das
Dämpfungsvolumen verringert und das Ansprechverhalten des
Ventils verbessert wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil
liegt darin, daß die externe Anordnung der Hubbegrenzung in
fertigungstechnischer Hinsicht wesentlich einfacher als die
interne Hubbegrenzung mit einer vergleichsweise schwierig
herzustellenden und hinsichtlich der Maßhaltigkeit
problematischen Einpressung gefertigt werden kann.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Dämpfungszapfen mit einem einzigen Ringbund
ausgeführt, dessen Rückseite einen Dämpfungsraum begrenzt, der
von dem aus dem Ventilgehäuse herausgeführten Endabschnitt
durchsetzt ist.
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Die Herstellung des Sitzventils ist besonders einfach,
wenn die Hubbegrenzung durch einen Anschlagring gebildet
ist, der in eine Ringnut des aus dem Ventilgehäuse
herausgeführten Endabschnittes eingesetzt ist. In diesem Fall ist
der Dämpfungsraum als Ringraum ausgebildet, so daß das
Dämpfungsvolumen gegenüber den herkömmlichen Lösungen
weiter verringert ist.
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Es wird bevorzugt, den Schließkörper als Schließkegel
mit einstückig daran ausgebildetem Dämpfungszapfen
auszubilden.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Teilansicht eines bekannten
Druckbegrenzungsventils und
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Fig. 2 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen
Druckbegrenzungsventils.
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Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Sitzbuchse
26 mit einem Schließkörper 2 wie sie bei dem in Fig. 1
dargestellten Druckbegrenzungsventil anstelle des dort
dargestellten Schließkörpers 2' und der dort dargestellten
Sitzbuchse 26' eingesetzt werden können. Die übrigen
Bauelemente des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils 1
entsprechen weitgehend der in Fig. 1 dargestellten
Variante, so daß der Einfachheit halber diesbezüglich auf
die Ausführungen in der Beschreibungseinleitung verwiesen
wird. Unter Sitzbuchse 26 wird daher derjenige Gehäuseteil
verstanden, in dem der Dämpfungszapfen 10 zumindest
abschnittsweise geführt ist. Die Sitzbuchse 26 muß nicht
notwendigerweise den Ventilsitz 4 enthalten.
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Die in Fig. 2 dargestellte Sitzbuchse 26 wird in eine
Ventilhülse 28 gemäß Fig. 1 eingesetzt. Wie beim Stand der
Technik hat die dargestellte Sitzbuchse 26 einen Ventilsitz
4, gegen den der als Schließkegel ausgeführte Schließkörper
2 vorgespannt ist. Stromaufwärts des Ventilsitzes 4 ist in
der Sitzbuchse 26 der Druckraum 22 ausgebildet, in dem mit
dem Systemanschluß P verbundene Schrägbohrungen 30 münden.
Der Druckraum 22 ist umfangsseitig durch die
Dämpfungsbohrung 16 begrenzt, in der der Dämpfungszapfen 10
geführt ist. Bei der dargestellten Variante ist der
Dämpfungszapfen 10 einstückig mit dem kegelförmigen
Schließkörper 2 ausgebildet.
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Der Dämpfungszapfen 10 hat einen etwa mittigen Ringbund
32, der nach rechts (Ansicht nach Fig. 2) zu einem
Endabschnitt 34 radial zurückgesetzt ist, so daß ein
ringförmiger Dämpfungsraum 36 gebildet ist. Der Dämpfungsraum 36
wird in Axialrichtung einerseits durch die benachbarte
Ringstirnfläche des Ringbundes 32 und andererseits durch
eine Radialschulter 38 der Dämpfungsbohrung 16 begrenzt.
Über diese Radialschulter 38 ist die Dämpfungsbohrung 16 zu
einem Führungsabschnitt 40 zurückgestuft, indem der
Endabschnitt 34 dichtend geführt ist. Gemäß Fig. 2 ragt
der Endabschnitt 34 aus einer Stirnfläche 42 der Sitzbuchse
26 heraus. An dem auskragenden Teil des Endabschnittes 34
ist eine Ringnut 44 ausgebildet, in die ein Anschlagring 46
eingesetzt ist.
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Der in Fig. 2 linke Endabschnitt 48 des Schließkörpers
2 ist ballig ausgeführt und dient als Stützfläche für einen
Federteller 50, an dem die Schließfeder 6 angreift und den
Schließkörper 2 gegen den Ventilsitz 4 vorspannt.
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Bei Überschreiten des über die nicht dargestellte
Verstellschraube eingestellten Systemdruckes hebt der
Schließkörper 2 mit seinem Kegel vom Ventilsitz 4 ab. Bei der
nachfolgenden Öffnungsbewegung des Schließkörpers 2 muß
Druckmittel vom Druckraum 22 über den Ringspalt um den
Ringbund 32 herum in den ringförmigen Dämpfungsraum 36
nachgesaugt werden, so daß dieses Nachströmen des
Druckmittels den Öffnungshub mitbestimmt (wenn auch in geringen
Maße). Umgekehrt wird bei der darauffolgenden
Schließbewegung des Schließkörpers 2 das Druckmittel aus dem
Dämpfungsraum 36 über die Ringspalte in den Druckraum 22
zurückverdrängt, so daß die Schließbewegung gedämpft erfolgt.
Da das durch den ringförmigen Dämpfungsraum 36 und den
Ringspalt um den Ringbund 32 definierte Dämpfungsvolumen
gegenüber der eingangs beschriebenen Lösung wesentlich
geringer ist, kann das Ansprechverhalten des Ventils
wesentlich verbessert werden.
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Bei vollständig geöffnetem Druckbegrenzungsventil 1
läuft der Anschlagring 46 auf die benachbarte Stirnfläche
42 der Sitzbuchse 26 auf, so daß eine weitere
Axialverschiebung nach links (Ansicht nach Fig. 1) nicht möglich
ist.
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Die Herstellung der in Fig. 2 dargestellten Sitzbuchse
26 ist wesentlich einfacher als die Herstellung des in
Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, da prinzipiell
eine als Durchgangsbohrung ausgeführte Dämpfungsbohrung 16
mit dem zurückgestuften Führungsabschnitt 40 wesentlich
einfacher und präziser als die Sacklochbohrung gemäß Fig.
1 herstellbar ist. Desweiteren entfällt die Einpressung 24,
was den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, daß die
Materialwahl der Sitzbuchse 26 nicht an eine Optimierung
des Einpressvorganges angepaßt werden muß, so daß der
Ventilsitz 4 mit der gewünschten Festigkeit ausgeführt
werden kann.
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Der Durchmesser des Endabschnitts 34 ist größer als der
Durchmesser des sich an den Kegel anschließenden Teil des
Dämpfungszapfens 10 gewählt.
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Prinzipiell kann der Dämpfungszapfen 10 auch getrennt
vom Schließkörper 4 ausgebildet werden. Eine
dementsprechende Variante ist in der DE 198 04 752 A1 gezeigt.
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Offenbart ist ein Sitzventil, insbesondere ein
Druckbegrenzungsventil, bei dem einem Schließkörper ein
Dämpfungszapfen zugeordnet ist. Der Dämpfungszapfen ist mit einem
Endabschnitt durch einen Teil des Ventilgehäuses hindurch
geführt, wobei an dem außenliegendem Teil eine
Hubbegrenzung zur Begrenzung des Öffnungshubes des Schließkörpers
vorgesehen ist.
1 Druckbegrenzungsventil
2', 2 Schließkörper
4 Ventilsitz
6 Schließfeder
8 Dämpfungseinrichtung
10 Dämpfungszapfen
12 Ringbund
14 Ringbund
16 Dämpfungsbohrung
18 ringförmiger Dämpfungsraum
20 Dämpfungsraum
22 Druckraum
24 Einpressung
26', 26 Sitzbuchse
28 Ventilhülse
30 Schrägbohrung
32 Ringbund
34 Endabschnitt
36 Dämpfungsraum
38 Radialschulter
40 Führungsabschnitt
42 Stirnfläche
44 Ringnut
46 Anschlagring
48 linker Endabschnitt
50 Federteller