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DE1055911B - Pressure relief valve - Google Patents

Pressure relief valve

Info

Publication number
DE1055911B
DE1055911B DEB38463A DEB0038463A DE1055911B DE 1055911 B DE1055911 B DE 1055911B DE B38463 A DEB38463 A DE B38463A DE B0038463 A DEB0038463 A DE B0038463A DE 1055911 B DE1055911 B DE 1055911B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
shut
pressure
liquid
cone
openings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB38463A
Other languages
German (de)
Inventor
Rudi Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DEB38463A priority Critical patent/DE1055911B/en
Publication of DE1055911B publication Critical patent/DE1055911B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16K17/0433—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 with vibration preventing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein federbelastetes Hochhub-Überdruckventil für Flüssigkeiten, insbesondere für hydraulische Krafthebeanlagen.The invention relates to a spring-loaded high-lift pressure relief valve for liquids, in particular for hydraulic power lifting systems.

Bei Änderung der in der Zeiteinheit durch das Ventil hindurchfließenden Flüssigkeitsmenge darf dieses seinen Querschnitt nur verhältnismäßig langsam ändern, um in der durchströmenden Flüssigkeit keinen zu raschen Druckunterschied entstehen zu lassen. Wenn das Ventil beispielsweise zu schnell öffnet, besteht die Gefahr, daß die mit einer bestimmten Drehzahl angetriebene Pumpe nicht genügend Druckmittel durch die unter Umständen enge Zuleitung fördert, um das Ventil offenzuhalten, da der Durchflußquerschnitt des Ventils für die herangeführte Flüssigkeitsmenge zu groß ist. Je nach der Größe seines Hubes schwingt das Schließglied infolge der dabei vergrößerten Federkraft zurück und kann sogar seine Schließlage wieder einnehmen. Wiederholt sich dieser Vorgang, so- spricht der Fachmann vom Schnarren des Ventils. Die Flüssigkeit kann hierbei nicht gleichmäßig durch das Ventil hindurchströmen. Auch führt das Schnarren des Ventils zu einer übermäßigen Abnutzung der Ventilteile.If the amount of liquid flowing through the valve in the unit of time changes, this may change its cross-section only relatively slowly, so as not to affect the liquid flowing through it to create too rapid a pressure difference. For example, if the valve opens too quickly, there is the risk that the pump driven at a certain speed will not have enough pressure medium promotes through the possibly narrow supply line to keep the valve open, since the flow cross-section of the valve is too large for the amount of liquid introduced. Depending on the size of its stroke the closing element swings back as a result of the increased spring force and can even its Take up the closed position again. If this process is repeated, the expert speaks of the buzzing of the Valve. The liquid cannot flow evenly through the valve. Also leads the valve rattle causes excessive wear of the valve parts.

Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch gemildert, daß der Absperrkörper des Ventils a5 als Kegel ausgebildet ist und eine Ringkante hat, die den Ausfluß aus der Hochhubkammer drosselt und dazu mit Drosselöffnungen zusammenwirkt, die ihre größte Breite dort haben, wo sich die Ringkante bei geschlossenem Ventil befindet, ferner, daß das Profil der Hochhubkammer sich vom Ventilsitz an nach außen bis nahe an die Drosselöffnungen hin stetig erweitert. These disadvantages are alleviated according to the invention in that the shut-off body of the valve a 5 is designed as a cone and has an annular edge that throttles the outflow from the high-lift chamber and cooperates with throttle openings that have their greatest width where the annular edge is at closed valve is located, further that the profile of the high-lift chamber widens steadily from the valve seat to the outside to close to the throttle openings.

Von dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken machen jedoch nur die Ventile Gebrauch, die alle diese Merkmale aufweisen.However, only those valves make use of the idea on which the invention is based have all of these characteristics.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit eingesetztem Ventil und Fig. 2 Einzelteile des Ventils, teilweise im Schnitt.1 shows a section through a housing with an inserted valve and FIG. 2 individual parts of the valve, partly in section.

In den Boden eines Gehäuses 1, das etwa die Form eines einseitig offenen Hohlzylinders haben kann, ist eine Hülse 2 eingeschraubt, die mit einer unter über ihren Gewindestutzen 2' vorstehenden Schulter 3 einen Dichtring 3' gegen den Boden des Gehäuses 1 drückt. Die Hülse ist außen sechskantig, so daß sie von der offenen Gehäuseseite her von einem Steckschlüssel erfaßt werden kann. A sleeve 2 is screwed into the bottom of a housing 1, which can have the shape of a hollow cylinder open on one side, and with a shoulder 3 protruding from its threaded connector 2 ' presses a sealing ring 3' against the bottom of the housing 1. The sleeve is hexagonal on the outside so that it can be gripped by a socket wrench from the open side of the housing.

Im Innern der Hülse 2 ist in einer zylindrischen Bohrung 4 ein Absperrkörper 5 gleitend geführt. Von der Bohrung 4 führt eine Bohrung 6 mit kleinerem Durchmesser durch den Fuß 7 der Hülse. Sie setzt sich in einer Bohrung 8 fort, die sich in dem Boden üb er druckventilIn the interior of the sleeve 2 , a shut-off body 5 is slidably guided in a cylindrical bore 4. From the bore 4 , a bore 6 with a smaller diameter leads through the base 7 of the sleeve. It continues in a hole 8 , which is in the bottom over he pressure valve

Anmelder:
Robert Bosch. G.m.b.H.,
Stuttgart-Wr Breitscheidstr. 4Applicant:
Robert Bosch. GmbH,
Stuttgart-W r Breitscheidstr. 4th

Rudi Schmid, Stuttgart-Vaihingen,
ist als Erfinder genannt wordenRudi Schmid, Stuttgart-Vaihingen,
has been named as the inventor

des Gehäuses 1 befindet und auf nicht dargestellte Weise mit einem Leitungsnetz verbunden ist, dessen Betriebsmittel im vorliegenden Fall eine Flüssigkeit ist. An der Übergangsstelle zwischen den Bohrungen 4 und 6 ist eine kegelige Sitzfläche 9 ausgebildet. Gegen diese legt sich in der Schließlage ein als spitzer Kegel ausgebildeter Teil 10 des Absperrkörpers 5. of the housing 1 is located and is connected in a manner not shown to a line network, the operating means of which is a liquid in the present case. At the transition point between the bores 4 and 6 , a conical seat surface 9 is formed. In the closed position, a part 10 of the shut-off body 5 designed as a pointed cone rests against this.

Zur Führung in der Bohrung 4 besitzt dieser Absperrkörper einen Bund 11, der in einen Fortsatz 12 übergeht. An diesem Fortsatz ist das eine Ende einer Schließfeder 13 festgelegt. Deren zweites Ende ist in einer Ausnehmung 14 einer Verschlußschraube 15 abgestützt, welche den Innenraum 16 des Gehäuses 1 nach außen abdichtet. Eine Bohrung 17 des Gehäuses ist mit einem Rücklauf für das Druckmittel verbunden. For guidance in the bore 4 , this shut-off body has a collar 11 which merges into an extension 12. One end of a closing spring 13 is fixed on this extension. Its second end is supported in a recess 14 of a screw plug 15 which seals the interior 16 of the housing 1 from the outside. A bore 17 in the housing is connected to a return for the pressure medium.

In die Wand der Hülse 2 sind Öffnungen 18 eingearbeitet, von denen jede an ihrem zu dem Fuß 7 hin gerichteten Ende und von diesem aus sich rasch erweiternd eine verhältnismäßig breite Stelle 19 haben, die nach der anderen Seite hin und gleichgerichtet wie die Gehäuseachse in einen verhältnismäßig schmalen Schlitz 20 mit etwa parallelen Rändern ausläuft.In the wall of the sleeve 2 openings 18 are incorporated, each of which at its end directed towards the foot 7 and expanding rapidly from this have a relatively wide point 19 , which towards the other side and in the same direction as the housing axis in one relatively narrow slot 20 expires with approximately parallel edges.

In der Schließlage wird der Absperrkörper 5 von der Schließfeder 13 gegen die .Sitzfläche 9 gepreßt. Durch die Bohrung 6 zugeleitete Flüssigkeit wird dabei zurückgehalten. Die untere Kante 21 des Bundes 11 befindet sich in dieser Schließlage des Absperrkörpers 5 an der breiten Stelle 19, die bei beiden öffnungen 18 auf der gleichen Höhe liegt. Zwischen der Sitzfläche 9 und der unteren Kante 21 des Bundes 11 erstreckt sich eine Hochhubkammer 22, die einerseits von dem Absperrkörper 5 und andererseits von der Innenfläche der Hülse 2 gebildet wird.In the closed position, the shut-off body 5 is pressed against the seat surface 9 by the closing spring 13. Liquid supplied through the bore 6 is retained. The lower edge 21 of the collar 11 is in this closed position of the shut-off body 5 at the wide point 19 which is at the same height for both openings 18. A high-lift chamber 22 extends between the seat surface 9 and the lower edge 21 of the collar 11 , which is formed on the one hand by the shut-off body 5 and on the other hand by the inner surface of the sleeve 2 .

Steigt der Druck der Flüssigkeit in der Bohrung 6, so hebt er den Absperrkörper 5 infolge des an ihm befindlichen Kegels 10 verhältnismäßig langsam an. Die Flüssigkeit kann durch den Zwischenraum zwischen dem Kegel 10 und der Sitzfläche 9 in die Hochhub-If the pressure of the liquid in the bore 6 increases, it lifts the shut-off body 5 relatively slowly as a result of the cone 10 located on it. The liquid can through the space between the cone 10 and the seat 9 in the high-lift

909 507/317909 507/317

Claims (6)

kammer 22 und von dort durch den verhältnismäßig großen, vom Bund 11 nicht verdeckten Teil der öffnungen 18 weiter in den Innenraum 16 strömen. Von dort wird sie durch die Bohrung 17 dem Rücklauf zugeleitet. Der Flüssigkeitsdruck, der zunächst auf den ganzen dem Durchmesser der Sitzfläche 9 entsprechenden Querschnitt des Absperrkörpers 5 gewirkt hatte, wirkt nunmehr in seiner vollen Höhe nur noch auf einen kleineren Querschnitt in der Nähe der in die Bohrung 6 eintauchenden Spitze des Kegels 10. Steigt die Flüssigkeitszufuhr, so wird der Absperrkörper 5 noch weiter angehoben. Könnte dabei die Flüssigkeit frei an dem Kegel entlang strömen, so würde infolge der erhöhten Strömgeschwindigkeit der Flüssigkeit der in der Bohrung 6 herrschende Druck noch weiter herabgesetzt. Je mehr sich der Absperrkörper 5 von seinem Sitz abhebt, desto größer wird die Kraft der im Schließsinn auf ihn wirkenden Feder 13. Der verminderten Hubkraft in der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit und der vermehrten Schließkraft der Feder 13 wird dadurch entgegengewirkt, daß die Ringkante 21 nach Beginn des Öffnungshubs des Körpers 5 den Durchgangsquerschnitt der öffnungen 18 nur noch wenig vergrößert. Dadurch wird der Flüssigkeitsstrom an diesen Stellen abgedrosselt. Die Flüssigkeit übt infolgedessen auf den ganzen Querschnitt des Bundes 11 des Absperrkörpers in einer Art zweiten Druckstufe einen Druck aus, der den Druckabfall auf Grund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit und die beim Anheben des Absperrkörpers größer werdende Kraft der Schließfeder 13 ausgleicht. Der Übergang in der Form der öffnungen 18 von der breiten Stelle 19 zu den Schlitzen 20 kann so abgestimmt werden, daß der Druck in der Bohrung 6 bei allen Durchsatzmengen eines praktisch vorkommenden Bereiches gleichbleibt. Wird er unterschritten, so schließt der Absperrkörper 5 das Ventil wieder ab. Wegen der Selbstzentrierung des Kegels 10 am Absperrkörper 5 ist für die Schließbewegung des Absperrkörpers 5 kaum eine Führung notwendig. Die Drosselung an den öffnungen 18 hängt von deren Form, der durchfließenden Menge und der Art der Strömung in der sich an den Ventilsitz anschließenden Erweiterung ab. Die Form der öffnungen 18 +5 ist so ausgebildet, daß bei kleinen Mengen die Drosselwirkung dieser öffnung verhältnismäßig klein ist, um auch auf diesem Wege einerseits ein zu rasches Anheben des Schließgliedes und des damit zusammenhängenden raschen Drvickabfalles in der durchströmenden Flüssigkeit zu vermeiden und andererseits den Bereich zwischen öffnungs- und Schließdruck möglichst gering zu halten. Bei größeren, in der Zeiteinheit durchfließenden Flüssigkeitsmengen ist die Drosselwirkung größer, um in der genannten Erweiterung einen auf den Bund 11 ausgeübten und gegen die Kraft der Feder 13 wirkenden höheren Druck zu erreichen. Der Bund 11 wirkt dämpfend auf die Bewegung des Absperrkörpers 5. Das Ventil kann selbst für verhältnismäßig große Überströmmengen recht klein gebaut werden. Es läßt die Flüssigkeit vor allem durch einen strömungsgünstigen Übergang von dem Kegel 10 zu dem Bund 11 und der nicht sprunghaft sich an den Kegelsitz 9 anschließenden Hochhubkammer 22 zu einem großen Teil laminar durchströmen, so daß sich keine das Schnarren des Absperrkörpers begünstigenden Wirbel bilden. Durch geeignete Abwandlungen der Einzelheiten, auch der Form der Öffnungen 18, kann das Ventil den verschiedensten Bedingungen, wie verschiedenartigen Flüssigkeiten und Druckspannen, angeglichen werden. Es läßt sich immer erreichen, daß sich die beim Überströmen auftretenden Kräfte ausgleichen, den Absperrkörper in Ruhe und den Überdruck konstant halten. Unterschiede in der Viskosität der verwendeten Flüssigkeit, wie sie etwa durch Temperaturänderungen auftreten können, wirken sich wegen der Kürze des Durchflußspaltes zwischen dem Kegel 10 des Absperrkörpers 5 und der Sitzfläche 9 nicht störend aus. Die Erfindung ist nicht an die beschriebene Form von Gehäuse, Hülse und Absperrkörper gebunden, sondern kann z. B. auch mit andersartig eingesetzten Hülsen, etwa im gleichen Gehäuse mit einem Steuerventil vereinigt, und mit einem anderen Kegelwinkel des Absperrkörpers ausgeführt sein. Patentansprüche:chamber 22 and from there through the relatively large part of the openings 18 not covered by the collar 11 to flow further into the interior 16. From there it is fed through the bore 17 to the return. The liquid pressure, which initially acted on the entire cross-section of the shut-off body 5 corresponding to the diameter of the seat 9, now acts in its full height only on a smaller cross-section near the tip of the cone 10 immersed in the bore 6 , the shut-off body 5 is raised even further. If the liquid could flow freely along the cone, the pressure prevailing in the bore 6 would be further reduced as a result of the increased flow velocity of the liquid. The more the shut-off body 5 lifts from its seat, the greater the force of the spring 13 acting on it in the closing direction after the start of the opening stroke of the body 5, the passage cross-section of the openings 18 is only slightly enlarged. This restricts the flow of liquid at these points. As a result, the liquid exerts a pressure on the entire cross section of the collar 11 of the shut-off body in a kind of second pressure stage, which compensates for the pressure drop due to the increased flow velocity and the increasing force of the closing spring 13 when the shut-off body is raised. The transition in the shape of the openings 18 from the wide point 19 to the slots 20 can be coordinated so that the pressure in the bore 6 remains the same for all throughput quantities of a practically occurring area. If it is not reached, the shut-off body 5 closes the valve again. Because of the self-centering of the cone 10 on the shut-off body 5, hardly any guidance is necessary for the closing movement of the shut-off body 5. The throttling at the openings 18 depends on their shape, the amount flowing through and the type of flow in the enlargement adjoining the valve seat. The shape of the openings 18 +5 is designed so that the throttling effect of this opening is relatively small in the case of small quantities in order to avoid too rapid lifting of the closing element and the associated rapid pressure drop in the flowing liquid on the one hand and on the other hand to avoid the Keep the range between opening and closing pressure as low as possible. In the case of larger amounts of liquid flowing through in the unit of time, the throttling effect is greater in order to achieve a higher pressure exerted on the collar 11 and acting against the force of the spring 13 in the mentioned expansion. The collar 11 has a damping effect on the movement of the shut-off body 5. The valve can be made very small even for relatively large overflow quantities. It allows the liquid to flow through a large part in a laminar manner, primarily through a flow-favorable transition from the cone 10 to the collar 11 and the high-lift chamber 22, which does not abruptly adjoin the conical seat 9, so that no vortices that favor the rattling of the shut-off body are formed. By suitable modifications of the details, including the shape of the openings 18, the valve can be adapted to the most varied of conditions, such as different types of fluids and pressure ranges. It can always be achieved that the forces occurring during the overflow are balanced, the shut-off body is kept at rest and the overpressure is kept constant. Differences in the viscosity of the liquid used, such as can occur due to temperature changes, do not have a disruptive effect because of the shortness of the flow gap between the cone 10 of the shut-off body 5 and the seat surface 9. The invention is not tied to the described form of housing, sleeve and shut-off body, but can, for. B. also with differently used sleeves, combined approximately in the same housing with a control valve, and designed with a different cone angle of the shut-off body. Patent claims: 1. Federbelastetes Hochhub-Überdruckventil für Flüssigkeiten, insbesondere für hydraulische Krafthebeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrkörper (5) des Ventils als Kegel (10) ausgebildet ist und eine Ringkante (21) hat, die den Ausfluß aus der Hochhubkammer (22) drosselt und dazu mit Drosselöffnungen (18) zusammenwirkt, die ihre größte Breite dort haben, wo sich die Ringkante (21) bei geschlossenem Ventil befindet, ferner, daß das Profil der Hochhubkammer (22) sich vom Ventilsitz (9) an nach außen bis nahe an die Drosselöffnungen hin stetig erweitert.1. Spring-loaded high-lift pressure relief valve for liquids, especially for hydraulic power lift systems, characterized in that the shut-off body (5) of the valve is designed as a cone (10) and has an annular edge (21) which throttles the outflow from the high-lift chamber (22) and for this purpose cooperates with throttle openings (18) which have their greatest width where the annular edge (21) is when the valve is closed, further that the profile of the high-lift chamber (22) extends from the valve seat (9) to the outside to close the throttle openings are steadily widening. 2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kegel ausgebildete Teil (10) des Absperrkörpers (5) in einer dem Flüssigkeitszulauf entgegengerichteten Spitze endet.2. Pressure relief valve according to claim 1, characterized in that the cone-shaped part (10) of the shut-off body (5) ends in a tip directed in the opposite direction to the liquid inlet. 3. Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (9) kegelig ausgebildet ist.3. Pressure relief valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve seat (9) is conical. 4. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrkörper (5) an. den die Drosselöffnungen (18) aufweisenden Teil des Gehäuses (2) geführt ist.4. Pressure relief valve according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the shut-off body (5) on. the part of the housing (2) having the throttle openings (18) is guided. 5. Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Basis des Kegels (10) zur steuernden Ringkante (21) stetig gekrümmt ist.5. Pressure relief valve according to claim 2, characterized in that the transition from the base of the cone (10) to the controlling annular edge (21) is continuously curved. 6. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung (18) nach einer an ihre breiteste Stelle (19) anschließenden Übergangszone einen im wesentlichen in Hubrichtung verlaufenden schmäleren Schlitz (20) gleichbleibender Breite bildet.6. Pressure relief valve according to claim 1, characterized in that the throttle opening (18) after a transition zone adjoining its widest point (19) forms a narrower slot (20) of constant width extending essentially in the stroke direction. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 677 032, 757 563;
französische Patentschrift Nr. 890 453;
USA.-Patentschriften Nr. 2 355 916, 2 414 794.Considered publications:
German Patent Nos. 677 032, 757 563;
French Patent No. 890 453;
U.S. Patent Nos. 2,355,916, 2,414,794. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 507/317 4.59© 909 507/317 4.59
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