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Title:
PRESSURE LIMITING VALVE AND CLOSED HYDRAULIC CIRCUIT HAVING A PRESSURE LIMITING VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/087156
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed is a pressure limiting valve arrangement having a pressure limiting valve, preferably a low-pressure limiting valve, having a valve body, onto the first control surface of which a system pressure to be limited is applied in the opening direction, e.g. via a first control line or via a first control connection. In addition, the pressure limiting valve has a spring via which the valve body is pressurised in the closing direction. According to the invention, the valve body has a second control surface onto which system pressure can be applied via a second control line or a second control connection. The system pressure can also act on the second control surface to a reduced or throttled extent. A closed hydraulic circuit with two working lines, into which a feed pump can convey a substitute pressurising agent to make up a shortfall via a supply line, is also disclosed. The supply line can be relieved with various response pressures via a pressure limiting valve arrangement of the type described above.

Inventors:
CAMURDAN HAKAN (DE)
WANNER ROBERT (DE)
GINTER JUERGEN (DE)
VAN AALST DIRK (DE)
GEPRAEGS MARKUS (DE)
Application Number:
EP2012/004996
Publication Date:
June 20, 2013
Filing Date:
December 04, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F15B13/02
Foreign References:
DE19640545A11998-04-02
DE102004057740B42006-10-19
Attorney, Agent or Firm:
THÜRER, Andreas (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Druckbegrenzungsventilanordnung (1 ; 101 ; 201 ; 301) mit einem

Druckbegrenzungsventil (3; 203), das einen Ventilkörper (2; 202) hat, dessen erste Steuerfläche (10; 210) in Öffnungsrichtung mit einem zu begrenzenden Systemdruck beaufschlagt ist, und mit einer Feder (6; 206), über die der Ventilkörper (2; 202) in Schließrichtung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2; 202) eine zweite Steuerfläche (18; 218) hat, die über eine zweite Steuerleitung (14a, 14b) oder einen zweiten Steueranschluss mit Systemdruck beaufschagbar ist.

2. Druckbegrenzungsventilanordnung nach Anspruch 1 , wobei die zweite

Steuerfläche (18) in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers (2) wirkt.

3. Druckbegrenzungsventilanordnung nach Anspruch 1 , wobei die zweite

Steuerfläche (218) in Schließrichtung des Ventilkörpers (202) wirkt.

4. Druckbegrenzungsventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der zweiten Steuerleitung ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Schaltventil angeordnet ist oder wobei dem zweiten Steueranschluss ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Schaltventil vorgeschaltet ist.

5. Druckbegrenzungsventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der zweiten Steuerleitung (14a, 14b) ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Schaltventil (120, 220) angeordnet ist, oder wobei dem zweiten Steueranschluss ein als 3/2- Wegeventil ausgebildetes Schaltventil (120, 220) vorgeschaltet ist.

6. Druckbegrenzungsventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der zweiten Steuerleitung (14a, 14b) ein als proportional verstellbares 3/2-Wegeventil ausgebildetes Druckreduzierventil (20) angeordnet ist, oder wobei dem zweiten

Steueranschluss ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Druckreduzierventil (20) vorgeschaltet ist.

7. Druckbegrenzungsventilanordnung nach Anspruch 6, wobei ein Ventilkörper (22) des Druckreduzierventils (20) in einer durch eine Feder (24) vorgespannten Grundstellung die zweite Steuerfläche (18; 218) zu einem Tank entlastet, und wobei der Ventilkörper (22) des Druckreduzierventils (20) von einem einstellbaren Elektromagneten (26) in Schaltstellungen bewegbar ist, über die die zweite Steuerleitung (14a, 14b) gegen die Kraft der Feder (24) aufsteuerbar ist.

8. Druckbegrenzungsventilanordnung nach Anspruch 7, wobei an die zweite

Steuerleitung (14b) zwischen dem Druckreduzierventil (20) und dem Druckbegrenzungsventil (3; 203) eine weitere Steuerleitung (25) angeschlossen ist, über die der Ventilkörper (22) des Druckreduzierventils (20) in Richtung seiner Grundstellung beaufschlagt ist.

9. Druckbegrenzungsventilanordnung zumindest nach den Ansprüchen 2 und 6, wobei der Ventilkörper (2) des Druckbegrenzungsventils (3) in einer Ventilbuchse (28) verschiebbar geführt ist, und wobei ein radial erweiterter Kegelabschnitt (34) des Ventilkörpers (2) des Druckbegrenzungsventils (3) über die Feder (6) gegen eine einen Ventilsitz (36) bildende umlaufenden Kante der Ventilbuchse (28) vorgespannt ist, und wobei die erste Steuerfläche (10) am Kegelabschnitt (34) angeordnet ist und durch den Ventilsitz (36) begrenzt ist, und wobei eine vom Kegelabschnitt (34) entfernt

angeordnete Stirnfläche des Ventilkörpers (2) des Druckbegrenzungsventils (3) die zweite Steuerfläche (18) bildet.

10. Druckbegrenzungsventilanordnung nach Anspruch 9, wobei die

Ventilbuchse (28) an ihrem Außenumfang ein Einschraubgewinde (30) hat.

11. Druckbegrenzungsventilanordnung nach Anspruch 10, wobei am Außenumfang der Ventilbuchse (28) benachbart zum Einschraubgewinde (30) ein Gehäuse (40) des Druckreduzierventils (20) befestigt ist, und wobei im Anlagebereich des Gehäuses (40) des Druckreduzierventils (20) in der Ventilbuchse (28) drei radiale Bohrungen (14b) oder drei Bohrungssterne (14b) vorgesehen sind, die eine Verbindung des

Druckreduzierventils (20) mit einem in einer Längsbohrung der Ventilbuchse

angeordneten zweiten Steuerraum (16) und eine Verbindung des Druckreduzierventils (20) mit dem zu begrenzenden Systemdruck und eine Verbindung des Druckreduzierventils (20) mit einem zum Tank entlasteten Federraum (42) des Druckbegrenzungsventils (3) bilden.

12. Geschlossener hydraulischer Kreis mit zwei Arbeitsleitungen (46, 48), in die von einer Speisepumpe (50) über eine Speiseleitung (52) Ersatzdruckmittel förderbar ist, mit einer Druckbegrenzungsventilanordnung (1 ; 101 ; 201 ; 301) nach einem der

vorhergehenden Ansprüche.

13. Kreis nach Anspruch 12 mit einer Verstellpumpe (44), wobei von der

Speiseleitung (52) eine Verstelldruckleitung (56) abzweigt, die mit einer

Verstelleinheit (58, 60) der Verstellpumpe (44) verbunden ist.

Description:
Druckbegrenzungsventil und geschlossener hydraulischer Kreis mit einem Druckbegrenzungsventil

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil gemäß dem Oberbegriff des

Patentanspruchs 1 und einen geschlossenen hydraulischen Kreis mit einem derartigen Druckbegrenzungsventil.

Druckbegrenzungsventile werden an hydraulische Systeme angeschlossen, um deren Systemdruck zu begrenzen. Dazu wirkt der Systemdruck über eine Steuerleitung in Öffnungsrichtung an einem Ventilkörper, während dem entgegen eine Feder den Ventilkörper in Schließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt. Wenn der Systemdruck das Druckäquivalent der Federkraft übersteigt, wird der Ventilkörper in eine Öffnungsstellung bewegt, und das System über das Druckbegrenzungsventil entlastet.

Die Druckschrift DE 196 40 545 A1 und in der Druckschrift DE 10 2004 057 740 B4 ist jeweils ein Druckbegrenzungsventil gezeigt, das zur Begrenzung des Drucks einer Speiseleitung dient. Über die Speiseleitung wird von einer Speisepumpe Druckmittel in eine Niederdruck führende Arbeitsleitung eines geschlossenen hydraulischen Kreises gefördert, das als Ersatzdruckmittel für eine Fehlmenge des Kreises dient.

In der Druckschrift DE 10 2004 057 740 B4 wird von der Speiseleitung über eine Steuerleitung zusätzlich ein Steuerdruck abgegriffen, der zur Verstellung einer

Verstellpumpe des geschlossenen Kreises genutzt wird. Weiterhin ist eine

Druckabschneidungsvorrichtung gezeigt, die den Druck in der Steuerleitung begrenzt. Die Druckabschneidungsvorrichtung entlastet die Steuerleitung zu einem Tank, wenn der Druck der Hochdruck führenden Arbeitsleitung das Druckäquivalent der Federkraft übersteigt. Da diese Absenkung des Steuerdrucks zu einem Zurückschwenken der Verstellpumpe führt, die in die Hochdruck führenden Arbeitsleitung fördert, wird über das Druckabschneidungsvorrichtung indirekt der Druck in der Hochdruck führenden Arbeitsleitung begrenzt. Nachteilig an den genannten Druckbegrenzungsventilen ist, dass ihr Ansprechdruck stets durch die Feder definiert ist und daher nicht veränderbar ist.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Druckbegrenzungsventile bekannt, deren Federkraft veränderbar ist, wodurch der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils in einem vorbestimmten Intervall eingestellt werden kann.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Druckbegrenzungsventil zu schaffen, bei dem die Veränderungsmöglichkeiten des Ansprechdrucks erweitert und verbessert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Druckbegrenzungsventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1

In der DE 10 2004 057 740 B4 ist neben dem herkömmlichen Druckbegrenzungsventil eine Speisedruckabsenkungsvorrichtung gezeigt, über die die Speiseleitung mit der Saugseite der konstanten Speisepumpe verbunden werden kann, um den Druckaufbau in der Speiseleitung zu vermindern. Diese Speisedruckabsenkungsvorrichtung wird übergangsweise z.B. beim Anlassen eines Verbrennungsmotors aktiviert, der neben der Verstellpumpe auch die Speisepumpe antreibt. Dies dient einer Entlastung des

Anlassers.

Dem erfindungsgemäßen geschlossenen hydraulischen Kreis mit Speisepumpe und Speisedruckleitung liegt die Aufgabe zu Grunde die Druckabsicherung und die

Druckabsenkung der Speisedruckleitung vorrichtungstechnisch zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen geschlossen hydraulischen Kreis mit den

Merkmalen des Patentanspruchs 12.

Die erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventilanordnung hat ein Druckbegrenzungsventil - vorzugsweise ein Niederdruckbegrenzungsventil -, das einen Ventilkörper hat, dessen erste Steuerfläche - z.B. über eine erste Steuerleitung oder über einen ersten Steueranschluss - in Öffnungsrichtung mit einem zu begrenzenden Systemdruck beaufschlagt ist. Mit einer Feder ist der Ventilkörper in Schließrichtung beaufschlagt.

Weiterhin hat der Ventilkörper eine zweite Steuerfläche, die über eine zweite Steuerleitung oder einen zweiten Steueranschluss mit Systemdruck beaufschagbar ist. Damit lässt sich der Ansprechdruck der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanord- nung beziehungsweise ihres Druckbegrenzungsventils zwischen zwei verschiedenen zueinander deutlich beabstandeten Werten umstellen.

Der Systemdruck kann reduziert an der zweiten Steuerfläche wirken. Wenn diese Druckreduzierung optional ist, kann damit ein dritter Ansprechdruck eingestellt werden. Wenn diese Druckreduzierung variabel ist, kann der Ansprechdruck innerhalb eines zum ersten Ansprechdruck beabstandeten Intervalls gewählt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen

Patentansprüchen beschrieben.

Gemäß einer ersten prinzipiellen Variante wirkt die zweite Steuerfläche gegen die Feder in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers. Damit lässt sich durch Druckbeaufschlagung der zweiten Steuerfläche der Ansprechdruck der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungs- ventilanordnung beziehungsweise ihres Druckbegrenzungsventils gegenüber dem Stand der Technik verringern.

Gemäß einer zweiten prinzipiellen Variante wirkt die zweite Steuerfläche zusammen mit der Feder in Schließrichtung des Ventilkörpers. Damit lässt sich durch Druckbeaufschlagung der zweiten Steuerfläche der Ansprechdruck erhöhen.

Bei einer vorrichtungstechnisch einfachen Ausgestaltung ist in der zweiten Steuerleitung ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Schaltventil angeordnet, oder dem zweiten Steueranschluss ist ein solches Schaltventil vorgeschaltet. Über eine Düse könnte dann die zweite Steuerfläche entlastet werden.

Vorzugsweise ist dabei die zweite Steuerleitung in einer durch eine Feder vorgespannter Grundstellung abgesperrt (stromlos geschlossen), und in einer durch einen Elektro- magneten aktivierten Schaltstellung geöffnet. Damit ist im stromlosen Zustand des Schaltventils bei der ersten prinzipiellen Variante ein erhöhter Ansprechdruck und bei der zweiten prinzipiellen Variante ein verringerter Ansprechdruck der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung eingestellt.

In der zweiten Steuerleitung kann alternativ ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Schaltventil angeordnet sein, oder dem zweiten Steueranschluss ist ein solches

Schaltventil vorgeschaltet.

Die die zweite Steuerfläche ist dabei in der einen Schaltstellung des Schaltventils über das Ventil zu einem Tank entlastet und in der anderen Schaltstellung mit dem Druck am Eingang des Druckbegrenzungsventils beaufschlagt. Die eine Schaltstellung kann eine durch einen Elektromagneten aktivierte Schaltstellung oder auch die durch eine Feder vorgespannte Grundstellung sein. Damit ist im stromlosen Zustand des Schaltventils bei einer ersten prinzipiellen Variante ein verringerter Ansprechdruck und bei der zweiten prinzipiellen Variante ein erhöhter Ansprechdruck der erfindungsgemäßen

Druckbegrenzungsventilanordnung eingestellt.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist in der zweiten Steuerleitung ein als proportional verstellbares 3/2-Wegeventil ausgebildetes Druckreduzierventil angeordnet, oder dem zweiten Steueranschluss ist ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Druckreduzierventil vorgeschaltet. Damit kann der zweite Steuerdruck, der - ausgehend vom Systemdruck - den zweiten Steueranschluss beaufschlagt, variabel reduziert werden. Damit kann der Ansprechdruck innerhalb eines zum ersten Ansprechdruck beabstan- deten Intervalls gewählt werden.

Dabei wird es bevorzugt, wenn ein Ventilkörper des Druckreduzierventils in einer durch eine Feder vorgespannten Grundstellung die zweite Steuerfläche zu einem Tank entlastet, und wenn der Ventilkörper des Druckreduzierventils von einem einstellbaren Elektromagneten in Schaltstellungen bewegbar ist, wodurch die zweite Steuerleitung gegen die Kraft der Feder aufgesteuert wird. Dabei ergibt sich eine regelungstechnische Stabilisierung des Druckreduzierventils, wenn an die zweite Steuerleitung zwischen dem Druckreduzierventil und dem

Druckbegrenzungsventil eine weitere Steuerleitung angeschlossen ist, über die der Ventilkörper des Druckreduzierventils in Richtung seiner Grundstellung beaufschlagt ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils in einer Ventilbuchse verschiebbar geführt, wobei ein radial erweiterter Kegelabschnitt des Ventilkörpers des Druckbegrenzungsventils über die Feder gegen eine einen Ventilsitz bildende umlaufenden Kante der Ventilbuchse vorgespannt ist. Dabei ist die erste Steuerfläche an eine inneren Bereich des Kegelabschnitts angeordnet und durch den Ventilsitz an ihrem Außenumfang begrenzt. Gemäß der ersten prinzipiellen Variante der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung bildet eine vom Kegelabschnitt entfernt angeordnete Stirnfläche des Ventilkörpers des Druckbegrenzungsventils die zweite Steuerfläche.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil- anordnung oder das Druckbegrenzungsventil ein Einschraubventil. Dazu hat die Ventilbuchse an ihrem Außenumfang ein Einschraubgewinde.

Am Außenumfang der Ventilbuchse benachbart zum Einschraubgewinde kann ein Gehäuse des Druckreduzierventils befestigt sein. Dann sind im Anlagebereich des Gehäuses des Druckreduzierventils in der Ventilbuchse drei radiale Bohrungen oder drei Bohrungssterne angeordnet. Diese bilden erstens eine Verbindung des Druckreduzierventils mit einem in einer Längsbohrung der Ventilbuchse angeordneten zweiten Steuerraum und zweitens eine Verbindung des Druckreduzierventils mit dem zu begrenzenden Systemdruck und drittens eine Verbindung des Druckreduzierventils mit einem zum Tank entlasteten Federraum des Druckbegrenzungsventils.

Der erfindungsgemäße geschlossene hydraulische Kreis hat zwei Arbeitsleitungen, in die von einer Speisepumpe - vorzugsweise von einer Innenzahnradpumpe - über eine Speiseleitung Ersatzdruckmittel für eine Fehlmenge gefördert werden kann. Die Speiseleitung ist über eine vorbeschriebene Druckbegrenzungsventilanordnung entlastbar. Im Normalbetrieb kann diese Druckbegrenzungsventilanordnung auf erhöhten Ansprech- druck und im Leerlauf bzw. im lastreduzierten Betrieb auf verringerten Ansprechdruck eingestellt werden. Wenn also der hydraulische Kreis übergangsweise im Leerlauf oder lastreduziert betrieben wird, wird die Leistungsaufnahme der Speisepumpe zur Energieeinsparung reduziert.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des hydraulischen Kreises ist eine Verstelleinheit einer Verstellpumpe über eine Verstelldruckleitung mit der Speiseleitung verbunden. Damit wird auch der zur Verstellung der Verstellpumpe notwendige Verstelldruck von der Speisepumpe erzeugt.

Bei einem besonders bevorzugten Anwendungsfall des vorbeschriebenen hydraulischen Kreises ist dieser in einem Fahrzeug - z.B. Betonmischer - oder in einer mobile Arbeitsmaschine vorgesehen. Das Fahrzeug oder die Arbeitsmaschine hat dabei einen Verbrennungsmotor, an den die Verstellpumpe des Kreises gekoppelt ist. Ein Versteilmotor des Kreises ist an ein nur zeitweise oder übergangsweise betriebenes Zusatzaggregat - z.B. an eine Mischtrommel - des Fahrzeugs oder der Arbeitsmaschine gekoppelt. Bei diesem Anwendungsfall des hydraulischen Kreises kann Energie dadurch eingespart werden, dass bei lastfrei oder lastarm mitlaufendem Zusatzaggregat die Druckbegrenzungsventilanordnung auf den verringerten Ansprechdruck eingestellt wird. Damit wird die Leistungsaufnahme der Speisepumpe und damit des

Verbrennungsmotors reduziert.

Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben.

Es zeigen

Figur 1 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung.

Figur 2 einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung,

Figur 3 einen Schaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung, Figur 4 einen Schaltplan eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung,

Figur 5 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsven- tilanordnung in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung und

Figur 6 einen Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen geschlossene hydraulischen Kreises mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Druckbegrenzungsven- tilanordnung gemäß Figur 1 oder 5.

Figur 1 zeigt einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung 1. Sie ist an ein hydraulisches System angeschlossen, dessen Systemdruck überwacht bzw. begrenzt werden soll. Von dem hydraulischen System ist nur eine Leitung 4 teilweise dargestellt. Diese mündet in einem Druckbegrenzungsventil 3, dessen Ventilkörper 2 von einer Feder 6 (in Figur 1) nach links in Schließrichtung vorgespannt ist. Auf die - aus dem Stand der Technik bekannte Weise - wirkt der in der Leitung 4 herrschende Systemdruck dem entgegen in Öffnungsrichtung. Dazu wirkt der am Eingang des Druckbegrenzungsventils 3 herrschende Systemdruck über eine erste Steuerleitung 12 und über einen ersten Steuerraum 8 an einer ersten Steuerfläche 10 des Ventilkörpers 2.

Erfindungsgemäß ist eine zweite Steuerleitung mit den Abschnitten 14a und 14b vorgesehen, die die Systemdruck führende Leitung 4 mit einem zweiten Steuerraum 16 verbindet. Der zweite Steuerraum 16 ist von einer zweiten Steuerfläche 18 begrenzt, die am Ventilkörper 2 angeordnet ist und diesen in Schließrichtung mit einem zweiten Steuerdruck beaufschlagt. Dabei ist in der zweiten Steuerleitung 14a, 14b ein als 3/2- Wegeventil ausgebildetes Druckreduzierventil 20 angeordnet. Es hat einen Ventilkörper 22, der von einer Feder 24 in Schließrichtung vorgespannt ist. Weiterhin ist der Ventilkörper 22 über eine weitere Steuerleitung 25 vom Ausgangsdruck des Druckreduzierventils 20 und damit vom zweiten Steuerdruck des Druckbegrenzungsventils 3 in Schließrichtung beaufschlagt. Dem entgegen wirkt ein einstellbarer Elektromagnet 26 in Öffnungsrichtung. Mit dem Druckreduzierventil 20 lässt sich der in der Leitung 4 und der in dem ersten Abschnitt der zweiten Steuerleitung 14a herrschende Systemdruck reduzieren, um so eine variable weitere in Öffnungsrichtung des Druckbegrenzungs- ventils 3 wirksame Steuerkraft zu erzeugen. Damit lässt sich der Ansprechdruck des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil- anordnung 1 in Abhängigkeit einer Bestromung des Elektromagneten 26 stufenlos verringern.

Figur 2 zeigt einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung 101. Diese ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 vorrichtungstechnisch vereinfacht und im Funktionsumfang verringert. Dazu ist statt dem Druckreduzierventil 20 des ersten Ausführungsbeispiels ein 3/2-Wege-Schaltventil 120 in der zweiten Steuerleitung 14a, 14b vorgesehen. Die anderen technischen Merkmale entsprechen dem ersten

Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1.

In einer (in Figur 2 gezeigten) durch eine Feder 124 vorgespannten Grundstellung des Schaltventils 120 ist der Abschnitt 14a der zweiten Steuerleitung 14a, 14b abgesperrt. Der Abschnitt 14b der zweiten Steuerleitung ist in der Grundstellung des Schaltventils 120 zum Tank entlastet, wodurch die zweite Steuerfläche 18 keine unterstützende Öffnungskraft auf den Ventilkörper 2 des Druckbegrenzungsventiis 3 überträgt. Daher ist in der Grundstellung des 3/2-Wege-Schaltventils 120 der Ansprechdruck des

Druckbegrenzungsventiis 3 vergleichsweise hoch, während er durch ein Bestromen eines Elektromagneten 126 des 3/2-Wege-Schaltventils 120 abgesenkt wird. Dazu schaltet das Wegeventil 20 in eine Öffnungsstellung, wodurch der in der Leitung 4 anliegende Systemdruck über die zweite Steuerleitung 14a, 14b auch an der zweiten Steuerfläche 18 anliegt und so eine Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 2 des Druckbegrenzungsventiis 3 unterstützt.

Das erste und das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckbegren- zungsventilanordnung 1 ; 101 sind nach der ersten prinzipiellen Variante der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung aufgebaut, bei der der zweite Steuerdruck über die zweite Steuerfläche 18 eine Öffnungsbewegung des Druckbegrenzungsventiis 3 erleichtern. Bei dieser ersten prinzipiellen Variante gilt im unbestromten Zustand des Ventils 20; 120: FFeder - Pi * A-| — PNDI ~ FFeder Ai

Bei der ersten prinzipiellen Variante gilt im bestromten Zustand des Ventils 20; 120:

FFeder = Pl * Ai + p 2 * A 2

FFeder = Pl * + p 2 * A * = ^ * (Pl + p 2 * i)

F F eder / Ai = Pl + p 2 * I

mit:

A 2 = Größe der zweiten Steuerfläche 18

Ai = Größe der ersten Steuerfläche 10

i = A 2 /A†

Pi = erster Steuerdruck

p 2 = zweiter Steuerdruck

Wenn z.B. beide Steuerflächen 10, 18 gleich groß sind, und wenn beim ersten Ausführungsbeispiel der zweite Steuerdruck durch das Druckreduzierventil 20 nicht reduziert wird bzw. wenn beim zweiten Ausführungsbeispiel das Schaltventil 120 geöffnet ist, ergibt sich eine Halbierung des Ansprechdrucks der Druckbegrenzungsventilanordnung 1 , 101 .

Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel und Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilanordnung 201 ; 301 , wobei der zweite Steuerdruck gemäß der zweiten prinzipiellen Variante über die zweite Steuerdruckleitung 14a, 14b einen Ventilkörper 202 des Druckbegrenzungsventils 203 in Schließrichtung beaufschlagt. Dabei wirkt der zweite Steuerdruck im zweiten Steuerraum 216 gemeinsam mit einer Feder 206 entgegen dem Druck des ersten Steuerraums 208. Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 und beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 wird der in der Leitung 4 herrschende zu begrenzende Systemdruck über die erste Steuerleitung 12 zur ersten Steuerfläche 210 geführt und wirkt dort in Öffnungsrichtung. Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist in der zweiten Steuerleitung 14a, 14b ein 3/2-Wege-Schaltventil 220 vorgesehen, das in einer (in Figur 3 gezeigten) und durch eine Feder 124 vorgespannten Grundstellung die zweite Steuerfläche 218 mit Systemdruck beaufschlagt. In einer durch einen Elektromagneten 126 geschalteten Schaltstellung wird die zweite Steuerfläche 218 über eine Tankleitung T zum Tank entlastet.

Beim vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventilan- ordnung 301 gemäß Figur 4 ist in der zweiten Steuerleitung 14a, 14b das mit Bezug zu Figur 1 beschriebene Druckreduzierventil 20 angeordnet. Damit lässt sich - ausgehend vom in der Leitung 4 herrschenden Systemdruck - der in Schließrichtung wirkende zweite Steuerdruck stufenlos reduzieren.

Bei der zweiten prinzipiellen Variante gilt im unbestromten Zustand des 3/2 -Wege- Schaltventils 220 gemäß Figur 3 und im bestromten Zustand des Druckreduzierventils 20 gemäß Figur 4:

FFeder = Pl * P2 * A 2

Fpeder = Pi * Ai * i - p 2 * Ai = Ai * (p ! * i - p 2 )

F F eder / Ai = Pi * i— p 2

mit i = A 2 /Ai

Bei der zweiten prinzipiellen Variante gilt im bestromten Zustand des 3/2-Wege- Schaltventils 220 gemäß Figur 3 und im unbestromten Zustand des Druckreduzierventils 20 gemäß Figur 4:

FFeder = Pi * Α·| — » P D2 = Fpeder Ai

Figur 5 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckbegren- zungsventilanordnung 1 in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung. Das Druckbegrenzungsventil 3 hat eine Ventilbuchse 28, die über ein äußeres Einschraubgewinde 30 in ein Gehäuse 32 einer nicht näher gezeigten hydraulischen Vorrichtung eingeschraubt ist. Die hydraulische Vorrichtung kann eine Anschlussplatte oder eine Pumpe sein. In der Leitung 4 der hydraulischen Vorrichtung liegt der zu überwachende bzw. zu begrenzende Systemdruck an. In der Ventilbuchse 28 ist der Ventilkörper 2 verschiebbar geführt. Er hat an seinem (in Figur 5) rechten Endabschnitt einen

Kegelabschnitt 34, der radial gegenüber einem weitgehend kreiszylindrischen

Hauptabschnitt erweitert ist. Der Kegelabschnitt 34 bildet mit einer umlaufenden Kante der Ventilbuchse 28 einen Ventilsitz 36 und ist dabei über einen Ventilteller 38 von der Feder 6 (in Figur 5 nach links) in Schließrichtung vorgespannt.

Die Leitung 4 und der Kegelabschnitt 34 sind über die erste Steuerleitung 12 und den ersten Steuerraum 8 miteinander verbunden. Dabei erstreckt sich die erste Steuerleitung 12 radial in der Ventilbuchse 28, während der erste Steuerraum 8 von einem Druckraum gebildet ist, der den Ventilkörper 2 abschnittsweise umfasst.

Die (in Figur 5) linke Stirnfläche des Ventilkörpers 2 dient als zweite Steuerfläche 18, die über eine radiale Bohrung 14b und den zweiten Steuerraum 16 mit dem zweiten Steuerdruck beaufschlagbar ist. Der zweite Steuerdruck ist vom Druckreduzierventil 20 regelbar. Dazu umfasst ein Gehäuse 40 des Druckreduzierventils 20 einen aus dem Gehäuse 32 hervorstehenden Endabschnitt der Ventilbuchse 28 und verbindet auf diese Weise das Druckreduzierventil 20 über die radiale Bohrung 14b mit dem zweiten Steuerraum 16. Weiterhin steht das Druckreduzierventil 20 über Radialbohrungen und Längsbohrungen 14a mit der Leitung 4 in Verbindung. Ebenfalls über Radialbohrungen und Längsbohrungen T steht das Druckreduzierventil 20 in Verbindung mit einem Federraum 42 des Druckbegrenzungsventils. Der Federraum 42 ist über einen weiteren Tankkanal T zum Tank entlastet.

Figur 6 zeigt einen Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen geschlossenen hydraulischen Kreises. Der Kreis ist auf einem Betonmischfahrzeug vorgesehen und dient zum zeitweisen Antrieb einer (nicht gezeigten) Mischtrommel. Dazu hat der Kreis eine Verstellpumpe 44, von der über zwei Arbeitsleitungen 46, 48 ein (nicht gezeigter) Versteilmotor antreibbar ist. Der Versteilmotor dient zum Antrieb der Mischtrommel.

Die Verstellpumpe 44 wird von einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor angetrieben, wobei über eine starre mechanische Kopplung auch eine als Konstantpumpe ausgeführte Speisepumpe 50 angetrieben wird. Diese fördert aus einem Tank über eine Speiseleitung 52 und über eines von zwei Rückschlagventilen 54 Ersatzdruckmittel in die jeweilige Niederdruck führende Arbeitsleitung 46, 48.

Von der Speiseleitung 52 zweigt eine Verstelldruckleitung 56 ab, die über ein

Proportionalventil 58 mit einem doppelt wirkenden Verstellzylinder 60 der Verstellpumpe 44 verbunden ist.

Die Speiseleitung 52 kann über die Druckbegrenzungsventilanordnung 1 gemäß den Figuren 1 und 5 bei verschiedenen Ansprechdrücken entlastet werden.

In einem ersten Betriebszustand des erfindungsgemäßen hydraulischen Kreises wird die Mischtrommel unter Last angetrieben, wobei die Speisepumpe 50 und die Speiseleitung 52 auf dem erhöhten Druckniveau abgesichert werden. Dies wird durch die Grundstellung des Druckreduzierventils 20 (vgl. Erläuterungen zu Figur 1) erreicht, wobei die zweite Steuerfläche 18 entlastet ist.

Bei einem zweiten Betriebszustand des erfindungsgemäßen hydraulischen Kreises mit reduzierter Leistung wird das Druckreduzierventil 20 bestromt, wodurch der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 3 deutlich verringert wird. Somit wird der Druck der Speiseleitung 52 und die Last der Speisepumpe 50 reduziert, was zu einer Entlastung des (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors führt.

Abweichend vom in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel können auch die anderen Ausführungsbeispiele der Druckbegrenzungsventilanordnung gemäß Figuren 2 bis 4 statt der Druckbegrenzungsventilanordnung gemäß Figur 1 an die Speiseleitung 52 angeschlossen werden. Offenbart ist eine Druckbegrenzungsventilanordnung mit einem Druckbegrenzungsventil - vorzugsweise Niederdruckbegrenzungsventil -, das einen Ventilkörper hat, dessen erste Steuerfläche - z.B. über eine erste Steuerleitung oder über einen ersten Steueranschluss - in Öffnungsrichtung mit einem zu begrenzenden Systemdruck beaufschlagt ist. Weiterhin hat des Druckbegrenzungsventil eine Feder, über die der Ventilkörper in Schließrichtung beaufschlagt ist. Der Ventilkörper hat eine zweite Steuerfläche, die über eine zweite Steuerleitung oder einen zweiten Steueranschluss mit Systemdruck beaufschagbar ist. Der Systemdruck kann auch reduziert oder gedrosselt an der zweiten Steuerfläche wirken.

Offenbart ist weiterhin ein geschlossener hydraulischer Kreis mit zwei Arbeitsleitungen, in die von einer Speisepumpe über eine Speiseleitung Ersatzdruckmittel für eine Fehlmenge gefördert werden kann. Die Speiseleitung ist über eine vorbeschriebene Druckbegrenzungsventilanordnung mit verschiedenen Ansprechdrücken entlastbar.




 
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