DE1675495A1 - UEberdruckventil - Google Patents
UEberdruckventilInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Safety Valves (AREA)
Description
CA01ERPILLAR TRACTOR CO. :
Peoria, Illinois 61602 früher: San Leandro, Kalifornien
N.E. Adams 100 Davis Street 800
Y. St. A. V. St. A.
"Überdruckventil"
Direkt wirkende Überdruckventile sind in der Technik bekannt. Derartige Ventils sind beispielsweise für die Druckentlastung
von Pneumatik- oder Hydraulikkreisen in schweren Maschinen verwendet worden. Diese Ventile waren für gewöhnlich
zylindrische Ventile, das heißt, sie wiesen als bewegliches Ventilorgan eine zylindrische Ventilspindel auf. Auch Tellerventile
sind als Überdruckventile verwendet worden. Bei dieser Art von Ventilen wird ein bewegliches Ventilorgan in Form
einer Ventilspindel verwendet, an der ein Ventilsitz herausgearbeitet ist. Ein Ventilgehäuse ist vorgesehen, das einen
scharfen Eckteil aufweist, mit dem der Sitz der Ventilspindel in Berührung gebracht wird.
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Die bekannten, direkt wirkenden Überdruckventile wiesen eine Reihe von Nachteilen hinsichtlich ihrer Ausbildung und
ihrer Verwendung auf. Im Falle der Ventile mit zylindrischer Ventilspindel war es für ein gutes Ansprechvermögen des Ventiles
notwendig, zwischen den Ventileinlaß- und Auslaßöffnungen
Spindelerweiterungen mit einer Breite vorzusehen, die so kurz wie möglich ist. Aufgrund dessen hat es sich als schwierig
erwiesen, einen guten Sitz zwischen der Ventilspindel und der mit ihr zusammenwirkenden Ventilbohrung zu erhalten. Wenn
der Sitz zu locker ist, tritt eine übermäßige Leckage auf. Wenn andererseits der Sitz zu eng ist, ergibt sich ein Rattern
der Ventilspindel. Ein derartiges Rattern führt zu Druckschwankungen, die oft den frühzeitigen Ausfall des Ventiles
bewirken.
Im Falle der bekannten Teller-Überdruckventile ruft das ständige öffnen und Schliessen des Ventiles ein Ausbohren
des Ventilsitzes durch den mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Eckteil des Gehäuses hervor. Infolgedessen wird die
Ausgleichsfläche der Ventilspindel, die dem Druckmitteldruck
in dem geschützten Kreis ausgesetzt wird, erheblich verringert. Wenn ein derartiges Ausbohren der Ventilspindel stattgefunden
hat, war es notwendig, den Sitz der Spindel umzuarbeiten oder die Spindel insgesamt zu ersetzen.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Überdruckventil der direkt wirkenden Art vor, das die obengenannten Nachteile
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der in der Technik bekannten Ventile überwinden soll. Erfindungsgemäß
wird ein direkt wirkendes überdruckventil geschaffen, bei dem das bewegliche Ventilorgan eine Tellerspindel
ist. Der Ventilsitz wird durch ein Ventilsitzteil gebildet, das herausnehmbar in einem Ventilgehäuse angebracht ist. Die
Ventilspindel ist mit einem Sitzteil ausgebildet, der mit dem Ventilsitz zusammenwirkt. Die Bewegung der Spindel in ihre
geschlossene Stellung ist gedämpft.
Die Verwendung der Teller-Ventilspindel dient dazu, die obengenannten Schwierigkeiten hinsichtlich der Leckage und
des Rat'terns zu vermeiden, die bei Spindelventilen gemäß dem Stand der Technik auftraten.
Die Anordnung des Ventilsitzes auf einem Ventilsitzteil innerhalb des Ventilgehäuses dient dazu, das obenerwähnte
Ausbohren der Ventilspindel zu vermeiden, wie es in Ventilen gemäß dem Stand der Technik auftrat.
Die Verwendung des auswechselbaren Ventilsitzteiles gestattet den einfachen Austausch dieses Teiles bei Verschleiß
zu vergleichsweise niedrigen Kosten.
Die Dämpfung der Spindelbewegung dient dazu, die Lebensdauer der Spindel zu verlängern und eine Druckstabilisierung
des Ventiles hervorzurufen.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der
beigefügten Zeichnung hervor.
Die Zeichnung ist eine senkrechte Querschnittsansicht, die
teilweis'e schematisch ein Ventil veranschaulicht, das gemäß
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
In der Zeichnung ist ein Ventil 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Ventil 10 bildet ein Ventilgehäuse 11,
das aus vier Gehäuseteilen 12a, 12b, 12c und 12d besteht. An
dem Gehäuseteil 12a ist ein innerer, um den Umfang des Ventiles verlaufender Plansch 14 angebracht. Ein ähnlicher Plansch 15
ist an dem Gehäuseteil 12b angebracht. Die Gehäuseteile 12a und
12b sind an den Planschen 14 und 15 durch Bolzen 16 aneinander befestigt. Ähnliche Planschen 17, 18 und Bolzen 19 dienen dazu,
die Gehäuseteile 12b und 12c aneinander zu befestigen.
Ähnliche Planschen 20, 21 und Bolzen 22 befestigen die Gehäuseteile
12c und 12d aneinander.
In. dem Gehäuseteil 12c ist eine zylindrische Bohrung ausgebildet,
die eine Ventilkammer 24 bildet. In dem Gehäuseteil 12c ist ferner ein Druckmitteleinlaß 26 ausgebildet, der in
Verbindung mit der Kammer 24 steht.
In dem Gehäuseteil 12b ist eine Hilfskammer 28 ausgebildet,
in die die Ventilkammer 24 mündet. Der Gehäuseteil 12b ist mit einem Druckmittelauslaß 30 versehen, der über einen Ringraum
32 in Verbindung mit der Hilfekammer 28 steht.
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In Nähe der Kammer 24 ist in einer in dem Gehäuseteil 12c
ausgebildeten erweiterten Bohrung 34 ein Ventilsitzteil 36 angeordnet. Das Ventilsitzteil 36 ist mittels eines Dichtungsringes
38 in seiner Stellung abgedichtet. Der dichtungsring
38 ist in einer kreisförmigen Nut 40 angeordnet, die in dem Gehäuseteil 12b ausgebildet ist. Das Sitzteil 36 weist einen
der Ventilkammer 24 zugewandten, abgeschrägten Ventilsitz 42 auf.
Der Gehäuseteil 12c ist mit einer in axialer Richtung verlaufenden
Bohrung 44 ausgebildet, die in die Kammer 24 mündet. In der Bohrung 44 ist eine Tellerventilspindel 46 angeordnet.
Die Spindel 46 ist an ihrem einen Ende 48 mit einer axialen Bohrung 50 ausgebildet, in der eine Feder 52 angeordnet ist.
Die Peder 52 liegt an der Innenfläche 54 des Gehäuseteiles I2d
an und dient dazu, die Ventilspindel 46 in Richtung auf das Ventilsitzteil 36 vorzuspannen.
Die Ventilspindel 46 ist mit einem zylindrischen Sitzteil 56 versehen, der normalerweise durch die Feder 52 in geschlossene?
Stellung gehalten wird, in der er in Berührung mit dem Ventilsitz 42 steht. In Nähe des zylindrischen Sitzteiles 56
ist die Spindel 46 mit einer Ausgleichsfläche 57 ausgebildet, die sich normalerweise in der Kammer 24 befindet. Wie bei A
gezeigt, ist die Ausgleichsflache 57 zwischen zwei in axialem
Abstand voneinander befindlichen Punkten 58 und 60 ausgebildet,
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die einen kleineren und einen größeren Durchmesser der Spindel 46 darstellen.
An einer nach innen verlaufenden Verlängerung 62 der Ventilspindel
ist ein Kolben 64- angebracht. Der Kolben 64 ist in einer in dem Gehäuseteil 12b ausgebildeten Bohrung 66 angeordnet.
Eine Druckmittelleitung 68 verläuft durch das Gehäuse 12 und stellt die Verbindung zwischen der Bohrung 44 in dem
Gehäuseteil 12c und der Bohrung 66 in dem Gehäuseteil 12a her.
In der Leitung 68 ist ein Absperrventil 70 in Nähe der Bohrung 66 angeordnet.
Ein Kanal 72 ist durch die Gehäuseteile 12a und 12b geschnitten und stellt die Verbindung zwischen der Leitung 68
und dem Ringraum 32 her. Eine verengte Durchströmöffnung 74 ist in dem Kanal 72 in Nähe der Verbindungsstelle des letzteren
mit der Leitung 68 ausgebildet.
Das Ventil 10 ist in einem ein Druckmittel enthaltenden Kreis angeordnet, der durch das Ventil geschützt werden soll.
Die Verbindung wird durch eine Leitung 76 hergestellt, die in die Einlaßöffnung 26 des Ventiles mündet. Eine Auslaßleitung
78 stellt die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 30 und einem Tank 80 her.
Während dee Betriebes des Ventiles 10 wird die Spindel 46,
wie zuvor angedeutet, normalerweise durch die Feder 52 in der
geschlossenen Stellung gehalten, in der der Sitzteil 56 der
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Spindel in Berührung mit dem Ventilsitz 42 steht. Wenn der Druck in dem durch das Ventil zu schützenden Kreis einen
bestimmten Wert überschreitet, wirkt das Druckmittel in der Kammer 24 auf die Ausgleichsfläche 57 der Spindel 46 und drückt
die letztere gegen die Kraft der Feder 52 in eine geöffnete Stellung, in der der Sitzteil 56 der Spindel von dem Ventilsitz
42 getrennt ist. Das Druckmittel kann dann durch die Leitung 76 und die Einlaßöffnung 26 in die Kammer 24 strömen.
Dieses Druckmittel kann dann aus der Kammer 24 durch die Hilfskammer
28 in den Ringraum 32 und von diesem durch die Auslaßöffnung 30 und die Leitung 78 in den Tank 80 strömen. Der Druck
des Druckmittels in dem durch das Ventil geschützten Kreis wird somit durch das Ablassen von Druckmittel in den Tank
8O verringert.
Die Spindel 46 wird bei der Rückkehr des Druckes in de.m
geschützten Kreis zu seinem Normalwert durch die Feder 52 in ihre ursprüngliche geschlossene Stellung an dem Ventilsitz
42 bewegt. Eine Einrichtung zur Dämpfung der Rückkehrbewegung der Spindel 46 ist vorgesehen. Um diese Dämpfung
hervorzurufen, wird der Kolben 64 mit einem Dämpfungsdruckmittel
beaufschlagt. Dieses Dämpfungsdruckmittel ist ein kleiner Teil des Druckmittels, das durch das Ventil 10 geströmt
ist. Dieser Teil des Druckmittels gelangt aus der Kammer 24 durch die Bohrung 44 in die Leitung 68. Es strömt
dann durch die Leitung 68, durch das Absperrventil 70 und in die Bohrung 66. Wenn die Spindel 46 in geschlossene Stellung be-
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wegt wird, wirkt das in der Bohrung 66 befindliche Druckmittel
der Bewegung des Kolbens 64 entgegen. Das Absperrventil 70 verhindert die Rückströmung des Druckmittels durch die Leitung
68. Das Druckmittel wird aus der Kammer 66 durch den Kanal 72 in den Ringraum 32 abgelassen. Die verengte Durch-
• -
Strömöffnung 74 in dem Kanal 72 dient dazu, die Geschwindigkeit zu steuern, mit der das Druckmittel aus der Bohrung
abläuft. Dadurch wird eine Dämpfung des Kolbens 64 und infolgedessen der Spindel 46 hervorgerufen.
Das Ventil 10 bietet eine Reihe ungewöhnlicher Vorteile hinsichtlich seiner Ausbildung und seiner Verwendung. Durch
die Verwendung der Tellerspindel 46 wird eine Ventilkonstruktion, bei der kein Leckageproblem besteht, zu sehr viel geringeren
Kosten ermöglicht, als es bisher in der Technik möglich war. Ferner wird mit vergleichsweise geringen Kosten
eine Ventilkonstruktion erzielt, bei der kein Rattern der Ventilspindel auftritt.
Im Vergleich zu dem Tellerventil gemäß dem Stand der Technik wird'durch das Ventil 10 eine Ventilkonstruktion geschaffen,
bei der jegliches Ausbohren des Sitzes der Ventilspindel 46 keine Änderung der Ausgleichsfläche 57 hervorruft. Der Druck,
der erforderlich ist, um die Ventilspindel 46 in Berührung mit dem Ventilsitz zu bringen, bleibt daher während der
gesamten Nutzungsdauer des Ventils 10 im wesentlichen konstant. Die durch den Kolben 64 hervorgerufene Dämpfungswirkung dient
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dazu, die Nutzungsdauer des Ventiles 10 durch Verringerung
des Verschleisses des Sitzes 42 und des Sitzteiles 56 zu
verlängern.
Da ein austauschbares Ventilsitzteil 36 vorgesehen ist, kann der Ventilsitz 42 "bei Verschleiß zu vergleichsweise geringen
Kosten in einfacher Weise ausgetauscht werden. Ferner bildet dieses Teil einen Ventilsitz mit geringen Kosten, da
es locker in der es aufnehmenden Kammer eingesetzt wird und sich frei beweglich auf das Ventilorgan ausrichten kann,
um einen perfekten Sitz hervorzurufen, bevor die Schrauben
19 angezogen werden, um die G-ehäuseteile fest aneinander zu
befestigen.
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Claims (12)
1. Überdruckventil, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse
(11) in dem eine Kammer (24) ausgebildet ist, und das mit einer Druckmitteleinlaßöffnung (26) und mit einer
Druckmittelauslaßöffnung (30) versehen ist, die beide in
Verbindung mit der Kammer (24) stehen, ein in der Ventilkammer angeordnetes Teil (36), das einen Ventilsitz (42)
bildet, und eine Tellerventilspindel (46), die in dem Ventilgehäuse hin- und herbewegbar angeordnet ist und durch eine
Feder (52) in die geschlossene Stellung vorgespannt ist, in der sie in Berührung mit dem Ventilsitz steht, und bei
Auftreten eines bestimmten Druckmittel druckes in der Kammer-(24)
in eine geöffnete Stellung bewegt werden kann, in der
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Patentanwälte Dipl.-Infl. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hammann, Dipi.-Phyt. Sebastian Herrmann
sie von dem Ventilsitz (42) getrennt ist.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (42) schräg ausgebildet ist.
3. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz durch ein Sitzteil (36) gebildet wird,
das in dem Gehäuse auswechselbar angeordnet ist.
4. Überdruckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilkammer durch eine zylindrische Bohrung gebildet wird, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, und daß das Sitzteil
(36) in Nähe der zylindrischen Bohrung (24) in einer in dem Gehäuse ausgebildeten erweitern Bohrung (34) angeordnet
ist.
5. Überdruckventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sitzteil (36) in der erweiterten Bohrung (34) durch einen Dichtungsring (38) abgedichtet ist.
6. überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilgehäuse mit einer in die Kammer mündenden Bohrung (44) ausgebildet ist, in der die Ventilspindel (46) hin- und
herbewegbar ist.
7. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (46) mit einem zylindrischen Sitzteil (56)
ausgebildet ist, der dazu dient, an dem Ventilsitz (42) anzuliegen. 009852/0839
8. Überdruckventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilspindel (46) mit einem zylindrischen Teil ausgebildet ist, der in axialem Abstand von dem Sitzteil (56)
angeordnet ist und einen größeren Durchmesser hat, als der Sitzteil, und daß die Ventilspindel eine Ausgleichsfläche (57)
bildet, die sich zwischen dem Sitzteil (56) und dem zylindrischen Spindelteil mit größerem Durchmesser befindet, und die
dazu dient, mit dem in der Kammer (24) befindlichen Druckmittel beaufschlagt zu werden.
9· Überdruckventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Dämpfung der Bewegung der Spindel (46) in ihre geschlossene Stellung.
10. Überdruckventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Dämpfung einen an der Ventilspindel angebrachten Kolben (64) und eine Druckmittelleitung (68)
umfasst, durch die der Kolben (64) mit einem Dämpfungsdruckmittel
beaufschlagt wird.
11. Überdruckventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (68) in dem Ventilgehäuse (11) ausgebildet ist,
und daß das Dämpfungsdruckmittel aus der Kammer (24) in die leitung (68) eingeführt wird.
12. Überdruckventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
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daß der leitung (68) Mittel (70, 72, 74) zugeordnet sind,
durch die der Druck des Dämpfungsdruckmittels nach der Beaufschlagung
der Fläche des Koltens (64) aufrechterhalten
wird.
13· Überdruckventil nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzteil (36) sich frei "beweglich auf das Yentilorgan
(46, 56) ausrichten kann, "bevor es in der ausgerichteten Stellung "befestigt wird.
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L e e r s e i t e
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US63835867A | 1967-05-15 | 1967-05-15 |
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- 1968-01-24 ES ES349707A patent/ES349707A1/es not_active Expired
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