DE102006010088B3 - Koaxialventil - Google Patents

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Dieter Jordan
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Voith Turbo H and L Hydraulic GmbH and Co KG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/12Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F16K1/123Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened with stationary valve member and moving sleeve

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Koaxialventil mit einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse, mit einem Ventileingang, mit einem dem Ventileingang nachgeschalteten, in axialer Richtung von einem Medium durchströmbaren und gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung bewegbaren Ventilschließkörper, wobei ein freies Ende (28) des Ventilschließkörpers in der Schließstellung des Ventils entlang einer ringartigen Kontaktfläche gegen einen am Gehäuse fest angeordneten Ventilsitz wirkt, und mit einem dem Ventilsitz (30) nachgeschalteten Ventilausgang.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der Ventilsitz zumindest auf der dem Ventilschließkörper zugewandten Seite eine hin zum Ventilschließkörper gewölbt ausgebildete, geschlossene, absatzfreie und einheitliche Oberfläche aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Koaxialventil mit einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse, mit einem Ventileingang, mit einem dem Ventileingang nachgeschalteten, in axialer Richtung von einem Medium durchströmbaren und gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung bewegbaren Ventilschließkörper, wobei ein freies Ende des Ventilschließkörpers in der Schließstellung des Ventils entlang einer ringartigen Kontaktfläche gegen einen am Gehäuse fest angeordneten Ventilsitz wirkt, und mit einem dem Ventilsitz nachgeschalteten Ventilausgang, wobei der Ventilsitz zumindest auf der dem Ventilschließkörper zuwandten Seite eine hin zum Ventilschließkörper gewölbt ausgebildete, geschlossene, absatzfreie und einheitliche Oberfläche aufweist.
  • Koaxialventile werden im Stand der Technik beispielsweise zur Versorgung von an Werkzeugmaschinen vorgesehenen Verbrauchern, insbesondere in Form von Werkzeugen, mit Medien eingesetzt. Je nach Art eines solchen Werkzeugs und je nach Bearbeitungsvorgang kann es erforderlich sein, das Medium mit unterschiedlichen Drücken am Werkzeug zur Verfügung zu stellen. Als Medien kommen insbesondere Kühl- und Schmierflüssigkeiten in Betracht, die mit Drücken bis zu 150 bar zur Verfügung zu stellen sind. Beim Einsatz der bekannten Ventile für unter derart hohem Druck stehenden Medien hat sich gezeigt, dass die Ventile schon nach kurzer Betriebsdauer einem gewissen Verschleiß unterliegen und undicht werden.
  • Ein eingangs genanntes Ventil ist beispielsweise DE 37 39 494 A1 bekannt geworden, bei dem der Ventilkörper stromlinien- und tropfenförmig ausgebildet ist.
  • Aus der DE 101 08 492 A1 ist ein Ventil bekannt, bei dem der Ventilsitz ringartig ausgebildet ist, aus Kunststoff besteht und eine auf einer Kugel liegenden Ventilsitzfläche aufweist. Der Ventilsitz kann dabei durch einen Ring verstärkt sein und ist entlang der Mittellängsachse durch eine Befestigungsschraube am Gehäuse befestigt. Bei derartigen Koaxialventilen hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei hohen Drücken des Mediums im Ventilschließkörper und bei Feststoffpartikeln innerhalb des Mediums die Lebensdauer des Ventils vergleichsweise relativ kurz ist.
  • Aus der DE 951 691 C ist ein Koaxialventil bekannt geworden, das als Ventilsitz eine hohl ausgebildet, beweglich angeordnete Kugelkappe aufweist. In der Kugelkappe ist ein im Bereich der ringartigen Kontaktfläche vorgesehener Anlageeinsatz angeordnet. Aufgrund der beweglichen Anordnung der Kugelkappe sowie der unterschiedlichen Oberflächen des Ventilsitzes eignet sich ein derartiges Ventil nicht dazu, ein Medium, das unter hohen Drücken steht, abzusperren.
  • Weitere, ähnlich ausgebildete Ventile sind aus der DE 10 1084 92 A1 , der AT 38 19 95 B , der US 62 131 44 B1 , der FR 15 688 46 , der GB 11 629 96 und der FR 96 90 77 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Koaxialventil dahingehend weiterzubilden, dass es selbst bei Medien, die unter hohen Drücken stehen, dauerhaft funktionssicher schließt und eine lange Lebensdauer aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Koaxialventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hierdurch wird erreicht, dass beim Öffnen des Ventils das unter hohem Druck stehende Medium entlang des Ventilsitzes hin zum Ventilausgang abfließen kann, wobei ein möglicher Verschleiß am Ventilsitz minimiert wird. Aufgrund der entsprechenden Wölbung des Ventilsitzes wird die Strömungsrichtung des abzufließenden Mediums vorgegeben. Dadurch, dass die Oberfläche geschlossen, absatzfrei und einheitlich ist, bietet die Oberfläche keine Angriffspunkte für insbesondere im Medium enthaltene Festkörper. Einen Verschleiß des Ventilsitzes kann damit sicher entgegengewirkt werden. Der Ventilsitz hat erfindungsgemäß an seiner Oberfläche eine wenigstens weitgehend abriebfeste Hartbeschichtung aufweisen. Hierfür kann eine Keramikbeschichtung oder eine titanhaltige Beschichtung herangezogen werden.
  • Die Erfindung hat also den Vorteil, dass selbst dann, wenn in dem abzusperrenden Medium Feststoffe, wie beispielsweise Metallspäne oder Quarzstücke vorhanden sein sollten, das Ventil aufgrund des gemäß der Erfindung ausgebildeten Ventilkörpers und Ventilsitzes dauerhaft funktionssicher arbeitet.
  • Beim Stand der Technik gemäß der DE 101 08 492 A1 kann in mehrfacher Hinsicht am Ventilkörper Verschleiß auftreten. Zum einen ist dort vorgesehen, den Ventilkörper mittels einer Befestigungsschraube am Gehäuse anzuordnen. Der Schraubenkopf ist dabei der Strömungsrichtung des Mediums zugewandt. Das Medium und darin enthaltene Feststoffe können folglich insbesondere in den Bereichen, an denen der Schraubenkopf an den Ventilsitz angrenzt, zu Verschleiß am Ventilsitz führen. Gemäß der Erfindung ist demgegenüber eine gewölbte, geschlossene, absatzfreie und einheitliche Oberfläche am Ventilsitz vorgesehen, die zu einer langen Lebensdauer des Ventileinsatzes führt.
  • Gemäß der Erfindung kann der Ventilsitz insbesondere rotationssymmetrisch zur Mittellängsachse ausgebildet sein, wobei dann tangential an der Kontaktfläche anliegende Flächen einen Kegel einhüllen, dessen Mittellängsachse in der Mittellängsachse des Ventilschließkörpers liegt. Der Ventilsitz als solcher kann dabei insbesondere paraboloidisch, oval oder kugelförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist denkbar, dass der Ventilsitz als Kugelabschnitt, Halbkugel oder als Vollkugel ausgebildet ist.
  • Das Vorsehen einer Vollkugel als Ventilsitz hat den Vorteil, dass geeignete Vollkugeln als Standardbauteile günstig beziehbar sind. Zudem bietet eine Vollkugel ein günstiges An- und Umströmungsverhalten.
  • Zur Anordnung des Ventilsitzes am Gehäuse kann der Ventilsitz vorteilhafterweise mittels eines Presssitzes im Gehäuseteil festgesetzt sein. Insbesondere dann, wenn als Ventilsitz eine Vollkugel Verwendung findet, eignet sich ein derartiger Presssitz. Dazu kann das entsprechende Gehäuseteil beispielsweise eine Zylinderbohrung aufweisen, deren Innendurchmesser auf den Durchmesser der Kugel derart abgestimmt ist, dass ein Einpressen und dauerhaftes Festsetzen der Kugel am entsprechenden Gehäuseteil möglich ist. Das Festsetzen durch einen Presssitz hat den Vorteil, dass keine weiteren Bauteile erforderlich sind, um den Ventilsitz am Gehäuse zu befestigen. Hierdurch werden nicht nur Bauteilkosten eingespart, sondern zudem können auch im Anströmungsbereich des Ventilsitzes vorgesehene störende Kanten oder Absätze vermieden werden.
  • Vorteilhafterweise ist der Ventilsitz dabei aus einem weitestgehend abriebfestem Material. Der Ventilsitz ist dabei insbesondere als Vollkörper, das heißt nicht hohl ausgebildet.
  • Insbesondere kommt ein abriebfestes Keramikmaterial oder titanhaltiges Material in Betracht.
  • Um auch einen möglichen Abrieb an der dem Ventilsitz zugewandten freien Seite des Verschließkörpers möglichst zu verhindern, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das freie Ende des Verschließkörpers eine weitestgehend abriebfeste Hartbeschichtung aufweist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, dass der Ventilschließkörper einen Innendurchmesser d und einen Außendurchmesser D aufweist, wobei der Ventilsitz als Vollkugel oder Halbkugel ausgebildet ist, deren Durchmesser r größer ist als der Innendurchmesser d und kleiner ist als der Außendurchmesser D, wobei insbesondere gilt: d < D ≤ r. Durch Vorsehen derartiger Geometrien ergibt sich eine vorteilhafte Ventilausgestaltung, die eine lange Lebensdauer aufweist.
  • Dabei ist denkbar, dass das der Vollkugel oder Halbkugel zugewandte freie Ende des Ventilschließkörpers eine Anfasung aufweist, wobei das Öffnungsmaß s der Anfasung kleiner oder gleich ist wie der Durchmesser r der Vollkugel. Auch hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte und lange Lebensdauer des Koaxialventils.
  • Die Erdfindung kann vorsehen, dass der Ventilschließkörper über Antriebsmittel zum Öffnen des Ventils weg vom Ventilsitz bewegbar ist und mittels eines Federelements in Richtung Ventilsitz rückbewegbar ist. Als Antriebsmittel kommen dabei insbesondere in Betracht, dass der Ventilschließkörper als Kolbenstange eines in einen Druckraum begrenzenden, zum Öffnen des Ventils druckbeaufschlagbaren Kolbens ausgebildet ist. Ebenso können die Antriebsmittel elektromagnetisch ausgeführt sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zum einen das Federelement und zum anderen eine an dem dem Ventilsitz zugewandten freien Ende des Ventilschließkörpers vorhandene Druckangriffsfläche derart ausgebildet sind, dass ein Bewegen des Ventilschließkörpers in die Öffnungsstellung erst bei einem am Ventilausgang anstehenden, über dem normalen Betriebsdruck des Koaxialventils oder über den Betriebsdrücken von zum Koaxialventil parallel geschalteten weiteren Koaxialventilen, liegenden Grenzdruck erfolgt. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass dem Koaxialventil kein separates Rückschlagventil nachgeschaltet werden muss, wie es beim Stand der Technik der Fall ist. Insbesondere aufgrund des entsprechend stark auszubildenden Federelements kann verhindert werden, dass bei ansteigendem Druck am Ventilausgang das Koaxialventil ungewollt geöffnet wird. Erst bei Erreichen eines über dem normalen Betriebsdruck liegenden Grenzdruck öffnet das Koaxialventil. Dabei kann das Koaxialventil parallel zu weiteren, entsprechend ausgebildeten Koaxialventilen geschaltet sein. An den einzelnen Koaxialventilen können dabei unterschiedliche Drücke anliegen, je nach dem dem Koaxialventil nachgeordneten, mit dem Medium zu versorgenden Verbraucher bzw. Werkzeug. Dabei können die Ableitungen aus den einzelnen, parallel geschalteten Koaxialventilen in einer gemeinsamen Werkzeugzuführungsleitung münden. In der gemeinsamen Zuführungsleitung kann folglich das Medium mit unterschiedlichen Drücken, je nachdem, welches Koaxialventil geöffnet ist, zur Verfügung gestellt werden. Aufgrund der entsprechenden Auswahl der Stärke des Federelements kann folglich verhindert werden, dass ein Koaxialventil, an dessen Eingang ein vergleichsweise geringer Druck ansteht, bei auf der Ausgangsseite anstehendem höheren Druck ungewollt geöffnet wird. Insofern können separat auszubildenden, der Ausgangsseite der Koaxialventile nachgeschaltete Rückschlagventile entfallen. Um zu verhindern, dass bei Drucklosschalten des entsprechenden Zylinderraums die freie Seite des Ventilschließkörpers mit vergleichsweise hoher Kraft gegen den Ventilsitz beaufschlagt wird, kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, dass eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Rückführbewegung des Kolbens und des damit verbundenen Ventilschließkörpers vorgesehen ist. Die Dämpfungseinrichtung ist dabei vorteilhafterweise in einer im Zylinderraum mündenden Druckmittelzuführung vorgesehen. Das Vorsehen einer Dämpfungseinrichtung ist insbesondere dann sehr vorteilhaft, wenn ein vergleichsweise sehr starkes Federelement im Koaxialventil Verwendung findet, welches ein ungewolltes Öffnen des Ventils bis zu einem Grenzdruck verhindert.
  • Die Druckangriffsfläche wird dabei vorteilhafterweise von der Stirnseite des Ventilschließkörpers gebildet und verläuft wenigstens abschnittsweise senkrecht zur Mittellängsachse des Ventilschließkörpers.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert wird.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäßes Koaxialventil in Schließstellung;
  • 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Ventils gemäß 1; und
  • 3 den Ausschnitt gemäß 2 in Öffnungsstellung.
  • Das in den Figuren dargestellte Koaxialventil 10 weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, wobei ein Gehäusegrundteil 12 vorgesehen ist, das an der Oberseite einer Montageplatte anordenbar ist. Das Gehäusegrundteil 12 umfasst dabei einen Ventileinlass 14 und einen auf der gleichen Seite vorgesehenen Ventilauslass 16.
  • Das Koaxialventil 10 sieht ferner einen dem Ventileinlass 14 nachgeschalteten, in axialer Richtung von einem Medium, in Richtung der Pfeile 18 durchströmbaren und gegenüber dem Gehäusegrundteil 12 in axialer Richtung bewegbaren Ventilschließkörper 20 auf. In der in den 1 und 2 dargestellten Schließstellung des Ventils liegt das dem Ventileinlass 14 abgewandte freie Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 an einem an einem Gehäuseoberteil 24 angeordneten Ventilsitz 26 an. Der Ventilsitz 26 ist dabei als Vollkugel ausgebildet, die zum Ventilschließkörper 20 hin gewölbt, geschlossen und absatzfrei ist und eine einheitliche Oberfläche aufweist. Die Vollkugel 26 ist dabei mittels eines Presssitzes in das Gehäuseoberteil 24 eingepresst. Dazu weist das Gehäuseoberteil 12 eine Bohrung auf, deren Durchmesser auf den Außendurchmesser der Kugel 26 abgestimmt ist. Das Gehäuseoberteil 12 ist von den restlichen Gehäuseteilen des Koaxialventils 10 abnehmbar, so dass das Gehäuseteil 12 samt der Vollkugel 26 als vormontierte Einheit fertigbar ist.
  • Die Vollkugel 26 ist dabei vorteilhafterweise vollständig aus einem weitestgehend abriebfesten Material, beispielsweise aus einem Keramikmaterial. Die Vollkugel 26 kann ebenfalls eine entsprechend weitestgehend abriebfeste Hartbeschichtung an ihrer Oberfläche aufweisen, beispielsweise eine titanhaltige Schicht. Dadurch wird erreicht, dass ein Abrieb am Ventilsitz 26 selbst bei sehr hohen im Ventilschließköper 20 herrschenden Drücken vermieden wird. Selbst dann, falls Metallspäne oder Quarzkörner im Medium vorhanden sein sollten, wird einem Abrieb und einem Verschleiß der Vollkugel aufgrund ihrer Geometrie und der entsprechenden Materialauswahl entgegengewirkt.
  • Der Ventilschließkörper 20 ist gemäß den Figuren als Kolbenstange eines einseitig druckbeaufschlagbaren Kolbens 28 ausgebildet. Der Kolben 28 begrenzt dabei einen Druckraum 30, der über eine Druckmittelleitung 32, die in den 2 und 3 im Einzelnen dargestellt ist, mit einem Druckmittel druckbeaufschlagbar ist. Auf der dem Druckraum 30 abgewandten Seite wird der Kolben von einem sich am Grundgehäuseteil 12 abstützenden Federelement 34 druckbeaufschlagt.
  • In der in der 1 und 2 dargestellten Schließstellung des Ventils liegt das freie Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 entlang einer ringartigen Kontaktfläche dichtend an dem Ventilsitz 26 an. Im Ventilschließkörper 20 vorhandenes Medium kann folglich nicht zwischen dem freien Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 und dem Ventilsitz 26 hindurchströmen.
  • Wird der Druckraum 30 über ein Druckmittel mit einem entsprechenden Druck beaufschlagt, so bewegt sich der Kolben 28 samt Ventilschließkörper 20 in Richtung Ventileinlass 14. Das freie Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 hebt dann von der Vollkugel 26 ab; das Ventil wird geöffnet. Im Ventilschließkörper 20 unter Druck anstehendes Medium strömt dann folglich an der Oberfläche des Ventilsitzes 26 entlang den Pfeilen 36 in das Gehäuseoberteil 24, von wo aus es in eine Rückführungsleitung 38 strömt. Die Rückführungsleitung 38, die parallel zum Ventilschließkörper 20 zwischen dem Gehäuseoberteil 24 und dem Gehäusegrundteil 12 angeordnet ist, führt das Medium zum im Ventilschließkörper 20 vorgesehenen Ventilauslass 16.
  • Um auch einen Verschleiß weitestgehend am freien Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass der Ventilschließkörper im Bereich seines freien Endes eine weitestgehend abriebfeste Hartbeschichtung aufweist.
  • Wie insbesondere aus 2 deutlich wird, weist das freie Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 eine wenigstens abschnittsweise senkrecht zur Mittellängsachse des Ventilschließkörpers 20 verlaufende, an der Stirnseite des Ventilschließkörpers angeordnete Druckangriffsfläche 40 auf. Die Querschnittsfläche der Druckangriffsfläche 40 ist dabei mit der Federkraft des Federelements 34 so abgestimmt, dass bei Erreichen eines ventilauslassseitigen Grenzdrucks der Ventilschließkörper 20 entgegen der Federkraft des Federelements 34 vom Ventilsitz 26 abhebt und in die Öffnungsstellung bewegt wird. Vorteilhafterweise beträgt der Grenzdruck einen Wert zwischen 100 bar und 140 bar, insbesondere einen Wert im Bereich von 120 bar. Aufgrund einer derartigen Ausbildung kann ein dem Ventil 10 nachzuschaltendes Rückschlagventil entfallen.
  • Aus 2 kann entnommen werden, dass der Innendurchmesser d des Ventilschließkörpers 20 kleiner als der Durchmesser r der Kugel 26 ist. Der Außendurchmesser D des freien Endes 22 des Ventilschließkörpers entspricht vorteilhafterweise im Wesentlichen dem Durchmesser r der Kugel 26. Denkbar ist aber auch, dass der Außendurchmesser D größer oder kleiner als der Durchmesser r der Kugel 26 ist. Das freie Ende 22 des Ventilschließkörpers 20 weist vorteilhafterweise eine sich hin zur Kugel 26 öffnende Anfasung 42 auf, wobei d kleiner r und D größer gleich r ist. Der Durchmesser s der Öffnung am freien Ende des Ventilschließkörpers ist dabei vorteilhafterweise kleiner als der Durchmesser r der Kugel 26.
  • Um insbesondere beim Drucklosschalten des Druckraums 30 ein hartes, zu Verschleiß und gegebenenfalls zu Zerstörungen führendes Aufschlagen des freien Endes 22 auf die Vollkugel 26 zu verhindern, sind in der Druckmittelleitung 32 Dämpfungsmittel vorgesehen, mit denen die Rückführbewegung des Kolbens 28 und des damit verbundenen Schließkörpers 20 abgedämpft werden. Die Dämpfungsmittel sind vorteilhafterweise auch so ausgebildet, dass das Abheben des freien Endes 22 des Ventilschließkörpers 20 von der Vollkugel 26 beim Öffnen des Ventils gedämpft erfolgt, um ungewollte Drückstöße, die zu Verschleiß und Beschädigungen in den dem Ventil nachgeführten Anlagen oder Verbrauchern führen können, zu vermeiden.
  • Wie insbesondere aus den 2 und 3 deutlich wird, umfassen die Dämpfungsmittel einen der Rückbewegung des Kolbens 28 folgenden Drosselstift 44. Während der Rückbewegung des Kolbens 28 wird der Querschnitt eines Drosselabschnitts 46 durch den Drosselstift 44 verringert.
  • Der Drosselstift 44 ist dabei in einer parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 28 verlaufenden Axialbohrung 48 verschiebbar gelagert. Die Axialbohrung 48 weist einen Verlängerungsabschnitt 50 auf, der einen Teil der Druckmittelleitung 32 bildet. In den Verlängerungsabschnitt 50 mündet ein senkrecht zum Verlängerungsabschnitt 50 verlaufender Druckmittelleitungsabschnitt 52, der bei rückgeführtem Kolben 28, beziehungsweise in der in der 2 dargestellten Schließstellung, den Drosselabschnitt 46 beziehungsweise den in den Verlängerungsabschnitt 50 mündenden Druckmittelleitungsabschnitt 52 weitgehend verschließt. Der Außendurchmesser des Drosselstifts 44 und der Bohrungsdurchmesser der Axialbohrung 48 beziehungsweise des Verlängerungsabschnitts 50 sind so gewählt, dass zwischen dem Drosselstift 44 und der Außenwandung der Axialbohrung 48 beziehungsweise des Verlängerungsabschnitts 50 ein Drosselspalt vorgesehen ist, durch den eine geringe Menge von Druckmittel durchströmen kann.
  • Der Drosselstift 44 ist dabei mittels einer Druckfeder 54 gegen den Kolben 28 druckbeaufschlagt angeordnet. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Drosselstift 44 auch beim Druckbeaufschlagen des Druckraums 30 der Öffnungsbewegung des Kolbens 28 folgt.
  • Beim Druckbeaufschlagen des Druckraums 30, wie in 3 dargestellt, strömt folglich das Druckmittel über den Druckmittelleitungsabschnitt 52 entlang der Pfeile 56 in den Verlängerungsabschnitt 50. Von dort kann das Druckmittel über eine Verbindungsbohrung 58 in einen weiteren, im Druckraum 30 mündenden Verbindungsabschnitt 60 strömen. Aufgrund des bei geschlossenem Ventil den Druckmittelleitungsabschnitt 52 bzw. Drosselabschnitt 46 weitend verschließenden Drosselstifts 44 kann zunächst nur wenig Druckmittel in den Druckraum 30 einströmen. Erst allmählich wird der Drosselstift bei sich in die Öffnungsstellung bewegendem Kolben 28 mit Hilfe der Druckfeder 54 nachgeführt und gibt den Druckmittelleitungsabschnitt 52 zeitlich verzögert frei. Dadurch erfolgt ein gedämpftes Öffnen des Ventil und Druckstöße in den nachgeführten Anlagen oder Verbrauchern können effektiv unterbunden werden.
  • Beim Drucklosschalten des Druckraums 30 wird aufgrund der vergleichsweise hohen Federkraft des Federelements 34 der Kolben 28 samt Ventilschließkörper 20 mit vergleichsweise hoher Kraft in die Schließstellung gemäß 2 bewegt. Dabei strömt das Druckmittel aus dem Druckraum 30 über den Verbindungsabschnitt 60, die Verbindungsbohrung 58, den Verlängerungsabschnitt 50 und den Druckmittelleitungsabschnitt 52 ab. Der Drosselstift 44 wird dabei vom Kolben 28 in den Verlängerungsabschnitt 50 in Richtung des Pfeils 62 bewegt. Das dem Kolben 28 abgewandte freie Ende des Drosselstifts 44 verschließt dabei den Drosselabschnitt 46, beziehungsweise den in den Verlängerungsabschnitt 50 mündenden Druckmittelleitungsabschnitt 52. Aufgrund der sich verringernden Querschnittsfläche des Drosselabschnitts 46 wird folglich die Ausströmgeschwindigkeit des aus dem Kolbenraum 30 abströmenden Druckmittels reduziert. Daraus resultiert letzten Endes eine Dämpfung der Rückbewegung des Kolbens 28 und damit des Ventilschließkörpers 20. Ein hartes Aufschlagen des freien Endes 22 des Ventilschließkörpers auf den Ventilsitz 26 kann damit unterbunden werden. Die Ansteuerung des Druckraums erfolgt über ein elektrisch ansteuerbares Schaltmittel 62.

Claims (11)

  1. Koaxialventil (10) mit einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse, mit einem Ventileingang (14), mit einem dem Ventileingang (14) nachgeschalteten, in axialer Richtung von einem Medium durchströmbaren und gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung bewegbaren Ventilschließkörper (20), wobei ein freies Ende (22) des Ventilschließkörpers (20) in der Schließstellung des Ventils entlang einer ringartigen Kontaktfläche gegen einen am Gehäuse fest angeordneten Ventilsitz (26) wirkt, und mit einem dem Ventilsitz (26) nachgeschalteten Ventilausgang (16), wobei der Ventilsitz (26) zumindest auf der dem Ventilschließkörper (20) zugewandten Seite eine hin zum Ventilschließkörper (20) gewölbt ausgebildete, geschlossene, absatzfreie und einheitliche Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des dem Ventilsitz (26) zugewandten freie Endes (22) des Ventilschließkörpers (20) eine weitestgehend abriebfeste Hartbeschichtung aufweist.
  2. Koaxialventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) als Vollkugel ausgebildet ist.
  3. Koaxialventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) mittels eines Presssitzes in einem Gehäuseteil (24) festgesetzt ist.
  4. Koaxialventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) vollständig aus einem weitestgehend abriebfestem Material ist.
  5. Koaxialventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) an seiner Oberfläche eine weitestgehend abriebfeste Hartbeschichtung aufweist.
  6. Koaxialventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (20) einen Innendurchmesser d und einen Außendurchmesser D aufweist, wobei der Ventilsitz als Vollkugel oder Halbkugel ausgebildet ist, deren Durchmesser r größer ist als der Innendurchmesser d und kleiner, größer oder gleich ist wie der Außendurchmesser D.
  7. Koaxialventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das der Vollkugel (26) oder Halbkugel zugewandte freie Ende (22) des Ventilschließkörpers (18) eine Anfasung (42) aufweist, wobei das Öffnungsmaß s der Anfasung (42) kleiner ist wie der Durchmesser r der Vollkugel (26).
  8. Koaxialventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (20) über Antriebsmittel zum Öffnen des Ventils weg vom Ventilsitz bewegbar ist und mittels eines Federelements (34) in Richtung Ventilsitz (26) rückbewegbar ist.
  9. Koaxialventil (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmittel der Ventilschließkörper (20) als Kolbenstange eines in einen Druckraum begrenzenden, zum Öffnen des Ventils druckbeaufschlagbaren Kolbens (28) ausgebildet ist.
  10. Koaxialventil (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum einen das Federelement (34) und zum anderen eine an dem dem Ventilsitz (26) zugewandten freien Ende (22) des Ventilschließkörpers (20) vorhandene Druckangriffsfläche (40) derart ausgelegt sind, dass ein Bewegen des Ventilsschließkörpers (20) in die Öffnungsstellung erst bei einem am Ventilausgang (16) anstehenden, über dem normalen Betriebsdruck des Koaxialventils, oder über den Betriebsdrücken von zum Koaxialventil parallel geschalteten weiteren Koaxialenventilen, liegenden Grenzdruck erfolgt.
  11. Koaxialventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Dämpfungsmittel zur Dämpfung der Rückbewegung des Kolbens (28) und damit des Aufschlagens des Ventilschließkörpers gegen den Ventilsitz vorgesehen sind.
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