CH649360A5

CH649360A5 - Hydraulisch entsperrbare ventilanordnung.

Info

Publication number: CH649360A5
Application number: CH601680A
Authority: CH
Inventors: Andreas Pohl; Gerhard Hintz
Original assignee: Schenck Ag Carl
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1985-05-15
Also published as: DE2932523C2; DE2932523A1; GB2056629B; JPS5920070B2; GB2056629A; JPS5628374A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch entsperrbare Ventilanordnung mit einem Grundkörper, der einen Druckmittelkanal sowie Anschlüsse und Leitungen für die Druckmittelzuführung und Druckmittelabführung aufweist, einem im Druckmittelkanal des Grundkörpers längsbeweglich angeordneten Ventilkörper sowie einem im Druckmittelkanal angeordneten Ventilsitz. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Rückschlagventil-Anordnung.

Bei bekannten hydraulisch entsperrbaren Ventilen sind Aufstosszylinder vorhanden, die das eigentliche Ventil öffnen. Hierbei sind zusätzliche Steueranschlüsse für den

Aufstosszylinder erforderlich. Die bekannten Ventile ent-sperren die Druckleitung zum Verbraucher schlagartig, sobald der Aufstosskolben den Ventilkolben anhebt. Damit erfolgt auch der Druckaufbau beim Verbraucher stoss- oder schlagartig. Ein weiteres bekanntes hydraulisch entsperr-bares Rückschlagventil arbeitet in zwei Stufen. Zunächst wird durch einen Aufstosszylinder ein kleineres Ventil geöffnet, danach öffnet sich schlagartig der Hauptkolben des Ventils.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulisch entsperrbare Ventilanordnung zu schaffen, die ohne Aufstosszylinder arbeitet, die die stetige Zuschaltung eines Druckmittels und einen stetigen Druckaufbau bei einem Verbraucher ermöglicht und damit Einschaltstösse vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die weiteren Ansprüche enthalten Ausgestaltungen der Erfindung. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich im wesentlichen aus der Aufgabenstellung.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine hydraulisch entsperrbare Rückschlagventilanordnung nach der Erfindung.

In einem Grundkörper 1 befindet sich eine Ventilbohrung 2 grösseren Durchmessers sowie eine koaxial daran anschliessende, zum Verbraucher führende Bohrung 3 mit kleinerem Durchmesser. Die Einmündung der kleineren Bohrung in die grössere Ventilbohrung bildet einen Ventilsitz 4. In der grösseren Ventilbohrung 2 ist ein Ventilkolben 5 längsbeweglich gelagert. Der Ventilkolben 5 weist eine flache Endfläche 6 und eine kegelförmige Stirnseite 7 (Ventilkegel) auf, die mit dem Ventilsitz 4 zusammenwirkt und die kleinere Ventilbohrung 3 druckmitteldicht abschliesst.

Der Ventilkolben 5 wird durch eine an seiner Endseite 6 angreifende Feder 8 auf den Ventilsitz 4 gedrückt. Die Ventilfeder 8 befindet sich in dem von der Endfläche 6 des Ventilkolbens 5 und der grösseren Ventilbohrung 2 gebildeten Ventilfederraum 9. Sie ist am Boden der grösseren Ventilbohrung

2 bzw. am Grundkörper 1 abgestützt. Die Ventilfeder kann zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen einstellbar und auswechselbar ausgeführt werden.

Die zwischen dem Ventilkolben 5 und dem Grundkörper 1 vorhandenen Ringspalte 10 und 11 bilden Drosselspalte, die eine vorgegebene Drosselwirkung aufweisen. Über die Grösse der Drosselspalte kann die Funktion des Ventils, z.B. seine Öffnungsgeschwindigkeit, beeinflusst werden. Koaxial zur Ventilbohrung 2 ist ein Ringraum 12 angeordnet, der die Ventilbohrung in zwei Abschnitte unterteilt. Der Ringraum 12 steht mit der Pumpe 13 für die Druckmittelzuführung in Verbindung. Über die Drosselspalte 10 und 11 ist der Ringraum 12 mit dem Ventilfederraum 9 und einem Raum 18 verbunden, der durch den Ventilkegel 7 und das Ende der grösseren Bohrung 2 gebildet wird. Über die Leitungen 16 und 16' sowie ein 2-Wege-Ventil 14 ist der Ringraum 12 auch direkt mit dem Ventilfederraum 9 verbunden.

Wenn das 2-Wege-Ventil 14 umgeschaltet wird (gestrichelt gezeichnet), trennt es die Leitungen 16 und 16' bzw. den Ringraum 12 und den Ventilfederraum 9 und verbindet den Ventilfederraum 9 über das einstellbare Drosselventil 15 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 17. Durch die Einstellung der Drossel 15 kann die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils beeinflusst werden.

Bei gesperrtem Ventil schliesst der Ventilkolben 5 mit seiner kegelförmigen Stirnseite 7 die kleinere Ventilbohrung

3 druckmitteldicht ab. Das von der Pumpe 13 kommende Druckmittel kann nicht zum Verbraucher gelangen. Die Leitungen 16 und 16' sind durch das 2-Wege-Ventil 14 mitein2

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ander verbunden. Im Ringraum 12, im Ventilfederraum 9 sowie im Raum 18 herrscht der gleiche Druck. Auf den Ventilkolben 5 wirkt in Schliessrichtung eine Kraft, die sich zusammensetzt aus der Federkraft der Ventilfeder 8 und der Kraft, die sich aus der Fläche der kleineren Ventilbohrung und dem Pumpen- oder Systemdruck ergibt.

Zur Entsperrung des Ventils wird das 2-Wege-Ventil 14 umgeschaltet. Damit wird der Ventilfederraum 9 von der direkten Verbindung mit dem Ringraum 12 getrennt und gleichzeitig über die Drossel 15 mit dem praktisch drucklosen Vorratsbehälter 17 verbunden. Damit kann sich der Druck im Ventilfederraum 9 abbauen und der Ventilkolben 5 wird schliesslich nur noch mit der Federkraft der Ventilfeder 8 auf den Ventilsitz 4 gedrückt. Das über den Drosselspalt 11 in den Ventilfederraum 9 gelangende Druckmittel kann über die Drossel 15 in den Vorratsbehälter 17 abfliessen.

Nach der Umschaltung wirkt die Federkraft der Ventilfeder 8 auf den Ventilkolben 5 und der sich stetig vermindernden Druckkraft auf die Stirnfläche 6 des Ventilkolbens die Druckkraft im Raum 18 auf den Ventilkegel 7 entgegen. Die Ventilfeder 8 und die Drosselspalte sind nun so ausgelegt, dass die Druckkraft im Raum 18 auf die Ringfläche des Ventilkegels 7 nach der Umschaltung des Ventils allmählich überwiegt. Dadurch öffnet sich das Ventil. Durch die Ventilöffnung fällt der Druck im Raum 18 wieder ab, so dass zunächst nur ein durch den Ringspalt 10 und den Öffnungsquerschnitt des Ventils stark gedrosselter und sich selbst regelnder Durchfluss zum Verbraucher über die Ventilbohrung 3 freigegeben wird. Hierdurch kann z.B. ein entleerter Verbraucher gefüllt werden.

Wenn der Druck beim Verbraucher den Druck im Raum 18 erreicht hat und sich weiter erhöht, öffnet sich das Ventil s stärker, wobei sich gleichzeitig die Drosselwirkung des Ringspaltes 10 vermindert (siehe gestrichelt gezeichnete Stellung des Ventilkegels 7). Zum Verbraucher fliesst jedoch immer noch ein durch den Ringspalt 10 gedrosselter Durchfluss. Erst bei weiterer Druckerhöhung im Verbraucher bzw. im i# Raum 18 und damit Zusammendrückung der Ventilfeder 8 geht der Ventilkolben 5 in seine maximale Öffnungsstellung (strichpunktiert gezeichnet). In dieser Stellung kann der volle Förderstrom der Pumpe 13 durch den Ringkanal 12 und die Ventilbohrungen 2 und 3 ungedrosselt zum Verbraucher is fliessen bzw. ist der volle Systemdruck aufgebaut.

Durch die beschriebene Anordnung wird eine stossfreie und weiche Zuschaltung des Druckmittels von einer Druckmittelversorgungsanlage zu einem Verbraucher gewährleistet, insbesondere auch bei grossen Durchflussquerschnitten. 20 Damit können z.B. Hydraulikzylinder von Prüfeinrichtungen, die mit hohen Systemdrücken betrieben werden, sicher eingeschaltet werden, ohne dass von dem Zylinder beaufschlagte Proben zu hohen Belastungen ausgesetzt oder beschädigt werden. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn 25 die Zylinderkammern leer sind und erst gefüllt werden müssen. Weiterhin wird Stossfreiheit gewährleistet, wenn das Steuerventil des Hydraulikzylinders beim Zuschalten fälschlicherweise weit oder ganz ausgesteuert ist.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Hydraulisch entsperrbare Ventilanordnung mit einem Grundkörper, der einen Druckmittelkanal sowie Anschlüsse und Leitungen für die Druckmittelzuführung und Druckmittelabführung aufweist, einem im Druckmittelkanal des Grundkörpers längsbeweglich angeordneten Ventilkörper sowie einem im Druckmittelkanal angeordneten Ventilsitz, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

der Druckmittelkanal besteht im wesentlichen aus einer den Ventilkörper (5) aufnehmenden Ventilbohrung (2) grösseren Durchmessers, einem an dieser Bohrung koaxial angeordneten und die Bohrung in zwei Abschnitte unterteilenden Ringkanal ( 12), der mit der Druckmittelzuführungsleitung verbunden ist, sowie einer an die grössere Bohrung (2) anschliessenden, koaxialen Bohrung (3) kleineren Durchmessers zur Druckmittelabführung,

die Einmündung der kleineren Bohrung (3) in die grössere Bohrung (2) bildet den Ventilsitz (4),

der Ventilkörper (5) ist kolbenförmig ausgebildet und weist eine kegelförmige, mit dem Ventilsitz (4) zusammenwirkende Stirnfläche (7) sowie eine gegenüberliegende Endfläche (6) auf,

in der grösseren Ventilbohrung (2) ist zwischen der Endfläche (6) des Ventilkörpers (5) und dem Abschluss der Ventilbohrung (2) im Grundkörper (1) eine Druckfeder (8) angeordnet, die den Ventilkörper (5) auf den Ventilsitz (4) drückt, am Grundkörper (1) ist ein Zwei-Wege-Ventil (14) angeordnet, das je nach Schaltstellung den Raum (9) zwischen der Endfläche (6) des Ventilkörpers (5) und dem Abschluss der Ventilbohrung (2) entweder mit der Druckmittelzuführungsleitung oder mit dem Anschluss für eine Rücklaufleitung zu einem Druckmittelbehälter (17) verbindet.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringspalte (10,11) zwischen Ventilkörper (5) und Grundkörper (1) als Drosseln mit definierter Drosselwirkung zur Erzielung eines vorgegebenen Durchflusses ausgebildet sind.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Drosselspalte (10,11), die Federkraft der Druckfeder (8) und die Grösse der beiden Ventilbohrungen (2,3) so aufeinander abgestimmt sind, dass sich bei einem gegebenen Zuführungsdruck das Ventil bei Zuschaltung stossfrei öffnet.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschluss des Zwei-Wege-Ventils (14) für die Rücklaufleitung zu dem Druckmittelbehälter (17) eine einstellbare Drossel (15) angebaut ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (8) auswechselbar und/oder einstellbar ausgeführt ist.