Druckabschneidungsventil mit Wechselventilkolben

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckabschneidungsventil gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Patentanspruchs 1.

[0002] Ein derartiges handelsübliches Druckabschneidungsventil ist aus dem Katalogblatt RDE 92002-6.2.1 - L + B/10.89 der Anmelderin bekannt und in der Figur 3 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Das in der Figur 3 gezeigte Druckabschneidungsventil 1 weist einen Wechselventilkolben 2a auf, der in einer Bohrung 3 des Druckabschneidungsventiles 1 gleitend angeordnet ist. Durch Beaufschlagung mit dem jeweils höheren Druck eines Arbeitsmediums in einer von zwei Leitungen A, B, die z. B. durch Leitungen der Hoch- und Niederdruckseite einer Axialkolbenmaschine o. dgl. gebildet sein können, ist der Wechselventilkolben 2a zwischen zwei Endpositionen verschiebbar. Der Wechselventilkolben 2a weist dabei eine sich über seine gesamte Länge erstreckende Innenbohrung 4 auf, durch die zumindest in einer der zwei Endposition einen Meßkolben 5 zur Druckabschneidung (Druckbegrenzung) mit dem höheren Druck beaufschlagt ist. Trotz oder gerade wegen seiner sehr einfachen und platzsparenden Bauweise weist dieses aus dem Stand der Technik bekannte Druckabschneidungsventil keine Möglichkeit auf, aus der den jeweils niedrigeren Druck aufweisenden Leitung kontinuierlich eine bestimmte Menge an Arbeitsmedium auszuspülen, um es z.B. einer Kühlung und/oder Reinigung zuzuführen.

[0003] Aus der DE 35 26 581-C2 ist ein Wechselventil bekannt, dessen Kolben durch Beschlagung mit dem jeweils höheren Druck eines Arbeitsmediums in einer von zwei Leitungen (6, 7) zwischen zwei Endpositionen verschiebbar ist. Auch dieses Wechselventil weist keine Möglichkeit auf, aus der den niedrigeren Druck aufweisenden Leitung kontinuierlich eine bestimmte Menge an Arbeitsmedium auszuspülen.

[0004] Aus der DE 20 42 094 ist ein Überdruckventil bekannt, das ein Pendelelement aufweist und ein zu diesem in einer Bohrung axial ausgerichtetes Überdruckventil, das wiederum von einem Pilotventil angesteuert wird. Das Ventil weist zwei Zuläufe auf, wobei einer oberhalb des Überdruckventils einmündet und einer unterhalb, jedoch oberhalb des Pendelements. Der obere Zulauf steht über einen Überströmkanal mit einer Ringnut des Pendelements und einem weiteren im Pendelelement gelegenen Kanal mit dem Raum unter dem Pendelelement in Verbindung. Das Pendelelement weist eine Innenbohrung auf und über diese wird in einer der beiden Endpositionen des Pendelements der Druck des oberen Zulaufs letztlich zum Pilotventil weitergeleitet. Eine an der Ringnut des Pendelelements gelegene Ablaufbohrung in Verbindung mit einer entsprechenden Gestaltung des Pendelements selbst ermöglicht bei geschlossenem Hauptdruckventil ein Auströmen von Flüssigkeit aus dem jeweiligen Niederdruckzulauf über diese Ablaufbohrung. Jedoch ist nachteilig, daß es bei Öffnen des Überdruckventils zu einer Strömungsumkehr kommt und nun die Flüssigkeit von dem Hochdruckzulauf in den Niederdruckzulauf, dort rückwärts, fließt. Dieses vorbekannte Ventil löst letztlich eine gänzlich andere Aufgabe, es stellt eine Art Kurzschlußventil zur Verfügung.

[0005] Weiterhin sind aus der DE 41 18 244-A1 Druckbegrenzungsventile (1, 2) bekannt, deren Kolben jedoch nicht als Wechselventilkolben ausgeführt sind, die durch Beaufschlagung mit dem jeweils höheren Druck eines Arbeitsmediums in einer von zwei Leitungen verschiebbar ist.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Druckabschneidungsventil gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Patentanspruchs 1 zu schaffen, das eine kontinuierliche Ausspülung vom Arbeitsmedium aus einer einen jeweils niedrigeren Druck aufweisenden Leitung erlaubt.

[0007] Diese Aufgabe wird gemäß dem beigefügten Anspruch 1 durch ein Druckabschneidungsventil mit einem Wechselventilkolben gelöst, der in einer Bohrung des Druckabschneidungsventiles gleitend angeordnet und durch Beaufschlagung mit dem jeweils höheren Druck eines Arbeitsmediums in einer von zwei Leitungen zwischen zwei Endposition verschiebbar ist, wobei der Wechselventilkolben gegebenenfalls eine sich über seine gesamte Länge erstreckende Innenbohrung aufweist, durch die eine Meßkolben zur Druckabschneidung zumindest in einer der zwei Endpositionen des Wechselventilkolbens durch den höheren Druck beaufschlagt ist, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Wechselventilkolben so ausgebildet ist, daß in beiden Endpositionen eine Verbindung zwischen nur der Leitung mit dem jeweils niedrigeren Druck und zumindest einer Spülöffnung zum Ausspülen des Arbeitsmediums freigegeben ist.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0009] Der wesentliche Vorteil des Druckabschneidungsventiles gemäß der vorliegenden Erfindung liegt in der einfachen, platzsparenden und sehr kostengünstigen Ausführung. Ein weiterer großer Vorteil ist, daß der einen wesentlichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildende Wechselventilkolben in die Bohrung des obengenannten handelsüblichen Druckabschneidungsventiles integrierbar ist.

[0010] Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei zeigen:

Fig. 1

den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Druckabschneidungsventiles,

Fig. 2

eine Vergrößerung des unteren Teiles der Fig. 1, und

Fig. 3

den Querschnitt eines handelsüblichen Druckabschneidungsventiles.

[0011] Die Fig. 1 und die Fig. 2 zeigen ein Druckabschneidungsventil 1 mit einem Wechselventilkolben 2b. Der Wechselventilkolben 2b ist in einer Bohrung 3 des Druckabschneidungsventiles 1 gleitend angeordnet und wird durch den jeweils höheren Druck eines durch die Leitungen A und B zugeführten Arbeitsmediums beaufschlagt. Die beiden Leitungen A und B können dabei z. B. die Hoch- und Niederdruckleitungen einer hydrostatischen Kraftmaschine o. dgl. sein. Herrscht z. B. in der Leitung B ein größerer Druck als in der Leitung A, so wird der Wechselventilkolben 2b, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, durch den auf sein oberes Ende wirkenden höheren Druck in eine untere Endposition verschoben. Er sitzt dabei mit seinem unteren Ende auf einer Abschlußkappe 16 auf. Befindet sich der Wechselventilkolben 2b, wie dargestellt, in seiner unteren Endposition, so beaufschlagt das Arbeitsmedium aus der Leitung B mit dem höheren Druck direkt ein sich am entsprechenden Ende der Bohrung 3 des Druckabschneidungsventil 1 befindenden Meßkolben 5 zur Druckabschneidung. Im in den Fig. 1 und 2 gezeigten Fall ist der Meßkolben 5 in der Verlängerung der Längsachse der Bohrung 3 und des Wechselventilkolbens 2b in einer sich an die Bohrung 3 anschließenden Bohrung zur Aufnahme des Meßkolbens 5 angeordnet. Das Arbeitsmedium tritt aus der Leitung B durch eine sich seitlich an der Bohrung 3 befindende Einlaßöffnung 12 in das in den Figuren 1 und 2 obere Ende der Bohrung 3 ein. Am gleichen Ende der Bohrung 3 befindet sich direkt gegenüber der Einlaßöffnung 12 die entsprechende Auslaßöffnung 13 für das durch die Leitung B zugeführte Arbeitsmedium. Durch eine sich über die gesamte Länge des Wechselventilkolbens 2b erstreckende Innenbohrung 4 wird das den höheren Druck aufweisende Arbeitsmedium der Leitung B zur Abschlußkappe 16 geführt, die eine Bohrung 17 aufweist, durch die das den höheren Druck aufweisende Arbeitsmedium Zusatzfunktionen zugeführt werden kann.

[0012] Für den Fall, daß die Leitung A einen höheren Druck aufweist als die Leitung B, gilt wegen der vollsymmetrischen Ausführung das obige in analoger Art und Weise. Entsprechend wird dann der Wechselventilkolben 2b nach oben verschoben und das den höheren Druck aufweisende Arbeitsmedium von der Leitung A durch die Innenbohrung 4 des Wechselventilkolbens 2b auf den Meßkolben 5 zur Druckabschneidung geleitet.

[0013] Der Meßkolben 5 zur Druckabschneidung funktioniert in bekannter Weise. Bei einem bestimmten eingestellten hohen Druckwert wird eine den Meßkolben 5 niederdrückende Feder zusammengedrückt, und das unter Druck stehende Arbeitsmedium wird über die Steuerkante (5.2) des Steuerkolbens (5.1) abgeführt.

[0014] Die folgenden Erläuterungen werden unter der Annahme gemacht, daß die Leitung B unter einem höheren Druck stehendes Arbeitsmedium führt, als die Leitung A, so daß der Wechselventilkolben 2b in seine untere Endposition verschoben ist, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die folgenden Ausführungen gelten jedoch für den umgekehrten Fall analog.

[0015] Das unter einem höheren Druck stehende Arbeitsmedium der Leitung B drückt den Wechselventilkolben 2b in seine untere Endposition. Dadurch wird durch die besondere konstruktive Ausgestaltung des Wechselventilkolbens dem aus der Leitung A durch die Einlaßöffnung 14 auf den Wechselventilkolben treffenden Arbeitsmediums mit geringerem Druck eine Verbindung zu einer oder zwei Spülöffnungen 7 freigegeben. Die Spülöffnung befindet sich im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen den Einlaßöffnungen 12 und 14 im Druckabschneidungsventil 1 und führt zu einer Spülleitung 18. Das Druckabschneidungsventil 1 kann auch in seiner gegenüberliegenden Wand eine weitere Spülöffnung 7 aufweisen. Die Spülleitung 18 führt zu einem Tank, in dem das ausgespülte Arbeitsmedium gereinigt und gekühlt wird, oder zum Gehäuse einer hydrostatischen Kraftmaschine, wo das Arbeitsmedium zum Schmieren des Motors, der Pumpe o. dgl. dient.

[0016] In der der Einlaßöffnung 14 gegenüberliegenden Wand des Druckabschneidungsventiles 1 befindet sich eine Auslaßöffnung 15 für das Arbeitsmedium der Leitung A.

[0017] Der Wechselventilkolben 2b weist an seinem oberen und an seinem unteren Ende Dichtungselemente oder -abschnitte 9 auf, die die gleiche Querschnittsfläche haben wie die Bohrung 3 des Druckabschneidungsventiles. Auf diese Weise dichtet in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten unteren Endposition des Wechselventilkolbens das obere Dichtungselement 9 die Hochdruckseite, die durch die Leitung B, die Ein- und die Auslaßöffnungen 12 bzw. 13 und das obere Ende der Bohrung gebildet ist, von der Niederdruckseite ab, in der das Ausspülen des Arbeitsmediums von der Leitung A zur Spülöffnung 7 stattfindet. Das untere Dichtungselement 9 des Wechselventilkolbens 2b ist so auf diesem angeordnet bzw. weist eine solche Breite auf, daß das von der Leitung A durch die Einlaßöffnung 14 ankommende Arbeitsmedium zwischen der Innenkante des unteren Dichtungselementes 9 und der Außenkante der Einlaßöffnung 14 einen Durchgang vorfindet, durch den es zur Spülöffnung 7 gelangen kann. Das untere Dichtungselement 9 verschließt aber die Auslaßöffnung nicht, so daß das Arbeitsmedium weiterhin von der Einlaßöffnung 14 zur Auslaßöffnung 15 strömen kann.

[0018] Zwischen den beiden an seinen äußeren Enden liegenden Dichtungselementen 9 ist der Wechselventilkolben 2b so ausgestaltet, daß das zwischen dem Dichtungselement 9 und der Einlaßöffnung 14 eintretende Arbeitsmedium zur Spülöffnung 7 gelangen kann. Zu diesem Zweck besteht der Wechselventilkolben zwischen den beiden Dichtungselementen 9 aus mehreren Abschnitten 8, deren Querschnittsfläche kleiner als die Querschnittsfläche der Bohrung 3 der Druckabschneidungsventiles 1 ist. Im Fall eines zylindrischen Wechselventilkolbens 2b und einer zylindrischen Bohrung 3 bedeutet das, daß die Abschnitte 8 einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 3 aufweisen. In den Figuren 1 und 2 sind drei solcher Abschnitte 8 dargestellt. Zwischen den Außenflächen dieser Abschnitte 8 und der Innenwand der Bohrung 3 sind somit Hohlräume gebildet, die die Verbindung 6 zwischen der Niederdruckleitung A und der Spülöffnung 7 herstellen.

[0019] Zwischen den Abschnitten 8 weist der Wechselventilkolben Drosselelemente 10 auf, durch die die Menge des ausgespülten Arbeitsmediums begrenzt wird. In den Figuren 1 und 2 sind diese Drosselelemente 10 durch Drossel-Abschnitte gebildet, deren Querschnittsfläche kleiner als die Querschnittsfläche der Bohrung 3, aber größer als die Querschnittsfläche der Abschnitte 8 ist. Das ausgespülte Arbeitsmedium findet somit am Ort dieser Drossel-Abschnitte kleinere Durchlaßöffnungen vor, und wird gedrosselt. Im Falle eines zylindrischen Wechselventilkolbens 2b und einer zylindrischen Bohrung 3 weisen die Drossel-Abschnitte einen Durchmesser auf, der zwischen dem Durchmesser der Abschnitte 8 und dem Durchmesser der Bohrung 3 liegt.

[0020] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Drossel-Abschnitte eine oder mehrere Axial- oder Längsnuten 11 auf, durch die der Durchfluß des ausgespülten Arbeitsmediums zwischen der Leitung A und der Spülöffnung 7 begrenzt wird.

[0021] Der Wechselventilkolben 2b ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet, so daß auch bei einer Umkehrung der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums bzw. einer Vertauschung der Hoch- und der Niederdruckseite die erfindungsgemäße Funktion gegeben ist.

[0022] Ferner ist grundsätzlich denkbar, in dem Abschnitt der Bohrung 3 zwischen den Öffnungen 12, 13, und 14, 15 die Drosselabschnitte durch Nuten in der Bohrungswand zu erreichen, wobei allerdings die Funktion des jeweiligen Dichtungselementes 9 sichergestellt werden muß.

Ansprüche

1. Druckabschneidungsventil (1) mit einem Wechselventilkolben (2b), der in einer Bohrung (3) des Druckabschneidungsventiles (1) gleitend angeordnet und durch Beaufschlagung mit dem jeweils höheren Druck eines Arbeitsmediums in einer von zwei Leitungen (A, B) zwischen zwei Endpositionen verschiebbar ist, wobei der Wechselventilkolben (2b) eine sich über seine gesamte Länge erstreckende Innenbohrung (4) aufweist, durch die ein Meßkolben (5) zur Druckabschneidung zumindest in einer der zwei Endpositionen des Wechselventilkolbens (2b) durch den höheren Druck beaufschlagt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wechselventilkolben (2b) so ausgebildet ist, daß auch während der Druckabschneidung in beiden Endpositionen eine Verbindung (6) nur zwischen der Leitung (A bzw. B) mit dem jeweils niedrigeren Druck und zumindest einer Spülöffnung (7) zum Ausspülen des Arbeitsmediums freigegeben ist.

2. Druckabschneidungsventil gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wechselventilkolben (2b) an zumindest einem Ende ein Dichtungselement (9) aufweist, das in der entsprechenden Endposition eine Abdichtung zwischen der Leitung (A bzw. B) mit dem höheren Druck und der zumindest einen Spülöffnung (7) bildet.

3. Druckabschneidungsventil gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wechselventilkolben (2b) Abschnitte (8) in Längsrichtung aufweist, deren Querschnittsfläche kleiner als die Querschnittsfläche der Bohrung (3) des Druckabschneidungsventiles (1) ist und die dergestalt die Verbindung (6) zum Ausspülen des Arbeitsmediums formen.

4. Druckabschneidungsventil gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Abschnitten (8) Drosselelemente (10) vorgesehen sind, die die Menge des ausgespülten Arbeitsmediums begrenzen.

5. Druckabschneidungsventil gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Drosselelemente (10) durch Drossel-Abschnitte gebildet sind, deren Querschnittsfläche größer als die der Abschnitte (8) und kleiner als die der Bohrung (3) ist.

6. Druckabschneidungsventil gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Drossel-Abschnitte Axialnuten (11) aufweisen.

7. Druckabschneidungsventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine symmetrische Ausbildung des Wechselventilkolbens (2b) mit Innenbohrung (4) derart, daß wahlweise eine der Leitungen A oder B diejenige mit dem höheren Druck ist.

Claims

1. A pressure cut-off valve (1) having a shuttle valve piston (2b) which is arranged in sliding manner in a bore (3) in the pressure cut-off valve (1) and may be displaced between two end positions as a result of being acted upon by the in each case higher pressure of an operating medium in one of two lines (A, B), the shuttle valve piston (2b) having, extending over its entire length, an inner bore (4) through which a metering piston (5) for pressure cut-off is acted upon by the higher pressure in at least one of the two end positions of the shuttle valve piston (2b),
characterised in that
the shuttle valve piston (2b) is constructed such that in both end positions a connection (6) is also opened during pressure cut-off, said connection only being opened between the line (A or B) with the in each case lower pressure and at least one rinse opening (7) for rinsing out the operating medium.

2. A pressure cut-off valve according to Claim 1,
characterised in that
the shuttle valve piston (2b) has at at least one end a sealing element (9) which, in the appropriate end position, forms a seal between the line (A or B) with the higher pressure and the at least one rinse opening (7).

3. A pressure cut-off valve according to Claim 1 or 2,
characterised in that
the shuttle valve piston (2b) has in the longitudinal direction portions (8) whereof the cross-sectional face is smaller than the cross-sectional face of the bore (3) in the pressure cut-off valve (1) and which thus form the connection (6) for rinsing out the operating medium.

4. A pressure cut-off valve according to Claim 3,
characterised in that
throttle elements (10) are provided between the portions (8) and restrict the quantity of the rinsed-out operating medium.

5. A pressure cut-off valve according to Claim 4,
characterised in that
the throttle elements (10) are formed by throttle portions whereof the cross-sectional face is larger than that of the portions (8) and smaller than that of the bore (3).

6. A pressure cut-off valve according to Claim 5,
characterised in that
the throttle portions have axial grooves (11).

7. A pressure cut-off valve according to one of the preceding claims,
characterised by
a symmetrical construction of the shuttle valve piston (2b) having the inner bore (4), such that either of the lines A or B can be the one with the higher pressure.

Revendications

1. Vanne d'arrêt de pression (1) comportant un piston de vanne à alternance ou vanne distributrice (2b), piston qui est disposé de façon coulissante dans un alésage (3) de la vanne d'arrêt (1) et qui est déplaçable sous l'effet de l'alimentation de la pression respectivement la plus élevée d'un agent de travail dans une des deux conduites (A,B) entre deux positions d'extrémité; moyennant quoi, le piston de la vanne distributrice (2b) munie d'un alésage intérieure (4) s'étendant sur toute sa longueur, par lequel un piston de mesure (5) destiné à couper la pression au moins dans l'une des deux positions d'extrémité du piston de la vanne distributrice (2b), est sollicité par la pression la plus élevée,
caractérisée en ce que,
le piston de la vanne à alternance ou vanne distributrice (2b) est conçu de telle sorte qu'également pendant la coupure de pression dans les deux positions d'extrémité, il n'est libéré qu'une communication (6) entre la conduite (A ou B) avec la pression respectivement la plus basse et au moins une ouverture de rinçage ou balayage (57) pour expulser l'agent de travail.

2. Vanne d'arrêt de pression selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
le piston de la vanne distributrice (2b) comporte au moins sur une extrémité un élément d'étanchéité (9) qui, dans la position d'extrémité correspondante, forme une étanchéité entre la conduite A ou B) avec la pression la plus élevée et au moins une ouverture de rinçage ou balayage (7).

3. Vanne d'arrêt de pression selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
le piston de la vanne distributrice (2b) présente dans la direction longitudinale des sections dont la face en coupe transversale est inférieure à la face en coupe transversale de l'alésage (3) de la soupape d'arrêt de pression (1) et qui, de cette manière, forment la communication (6) pour le rinçage ou balayage d'expulsion de l'agent de travail.

4. Vanne d'arrêt de pression selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
entre les sections (8) sont prévus des éléments d'étranglement (10) qui limitent la quantité de l'agent de travail expulsée par rinçage.

5. Vanne d'arrêt de pression selon la revendication 4,
caractérisée en ce que les éléments d'étranglement (10) sont formés par des sections d'étranglement dont la face en coupe transversale est supérieure à celle des sections (8) et inférieure à celle de l'alésage (3).

6. Vanne d'arrêt de pression selon la revendication 5,
caractérisée en ce que les sections d'étranglement présentent des rainures ou gorges axiales (11).

7. Vanne d'arrêt de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par une conception symétrique du piston de vanne distributrice (2b) de telle sorte que sélectivement l'une des conduites A ou B se trouve être la conduite avec la pression la plus élevée.

Zeichnung