-
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für einen hydraulischen Antrieb einer Tür oder eines Fensters, mit einem in einer Ventilbohrung axial verstellbaren Ventilglied, das zur Bildung einer in einem Strömungskanal angeordneten Drosselstelle mit einem Ventilsitz zusammenwirkt.
-
Antriebe für Türen oder Fenster sind allgemein bekannt und können als manuelle oder automatische Antriebe ausgeführt sein. In bekannter Weise umfasst ein derartiger Antrieb in der Regel ein Gehäuse mit einer Bohrung, in der ein Arbeitskolben angeordnet ist, der mit einer Abtriebswelle getriebemäßig zusammenwirkt. Auf der Abtriebswelle kann ein Gestänge oder ein Gleitarm drehfest angeordnet sein. Der Antrieb kann wahlweise an einem Flügel der Tür bzw. des Fensters oder an der Umrahmung angeordnet sein. Entsprechend stützt sich das Gestänge bzw. der Gleitarm am Rahmen oder dem Flügel ab, wodurch eine Verbindung zwischen der Schwenkbewegung des Flügels und dem Antrieb bewirkt wird.
-
In dem mit einem Dämpfungsmedium wie insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Gehäuse ist zudem häufig eine Federeinheit angeordnet, die bei einer Drehbewegung der Abtriebswelle beim Öffnen des Flügels durch Verschieben des Arbeitskolbens komprimiert wird und als Energiespeicher zum selbsttätigen Schließen des Flügels dient. Der Innenraum des Gehäuses ist durch den Kolben in mehrere Räume aufgeteilt. Zwischen diesen Räumen sind Kanäle, insbesondere Hydraulikkanäle, mit zugeordneten Regulierventilen zur Beeinflussung des Überströmens des Dämpfungsmediums angeordnet, die der Steuerung des Antriebsverhaltens dienen. Darüber hinaus vorgesehene Sicherheitsventile sorgen für eine Druckbegrenzung, um eine Beschädigung empfindlicher Bauteile des Antriebs zu verhindern.
-
Dabei wird bei solchen hydraulischen Antrieben häufig eine Kombination von von außen verstellbaren, nebeneinander angeordneten, parallel und in Reihe geschalteten Ventilen eingesetzt. Dazu sind bisher zwei unterschiedliche Ventiltypen erforderlich, nämlich Regulierventile mit axialer Durchströmung durch das Hydraulikfluid und Regulierventile mit tangentialer oder Querdurchströmung durch das Hydraulikfluid. Ein solcher Einsatz unterschiedlicher Ventiltypen bringt jedoch einen größeren Platzbedarf sowie höhere Kosten mit sich.
-
Bei axial durchströmten Ventilen, wie beispielsweise Sicherheitsventilen, muss das Ventil passend zum durch das Ventil beeinflussten Steuerkanal positioniert werden, da der Steuerkanal die Ventilbohrung durchdringen muss. Eine passende Positionierung ist dann häufig schwierig. Zudem ist bei Ventilen mit Gussgehäusen die Ventilposition in der Regel festgelegt. Es treten nicht nur bei der automatischen Montage, sondern auch bei der Gehäusebearbeitung beispielsweise mit einer Mehrfach-Bohrmaschine, welche mehrere Bohrungen gleichzeitig bohren kann, Probleme auf, wenn Ventilbohrungen zu nahe beieinander liegen.
-
Schließlich werden in solchen Fällen, in denen zwei getrennte Druckbereiche realisiert werden sollen, für jedes Sicherheitsventil ein eigener Zuflusskanal, Verbindungskanal und Steuerkanal benötigt, was ebenfalls wieder einen größeren Platzbedarf und höhere Kosten mit sich bringt.
-
In der
DE 10 2015 214 647 A1 ist ein Ventil beschrieben, welches innenliegend einen Adapter aufweist, welcher den Durchfluss des Hydrauliköls in axialer Richtung zwischen dem Ventilglied und der Adapterinnenbohrung beeinflusst. Der Adapter ist durchflussdicht in der Ventilbohrung festgelegt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die zuvor genannten Probleme beseitigt sind. Dabei sollen bei möglichst einfach und kompakt gehaltenem Aufbau, problemloser Anpassung an unterschiedliche Anforderungen und damit variablerer Einsetzbarkeit, insbesondere der Aufwand zur Realisierung der Ventilanordnung und entsprechend die sich insgesamt ergebenden Herstellungskosten für die an die jeweiligen Anforderungen angepasste Ventilanordnung minimiert werden.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder durch einen hydraulischen Antrieb mit einem solchen Ventil nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der anschließenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
-
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung für einen hydraulischen Antrieb einer Tür oder eines Fensters umfasst ein in einer Ventilbohrung axial verstellbares Ventilglied, das zur Bildung einer in einem Strömungskanal angeordneten Drosselstelle mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Dabei ist der Ventilsitz durch einen in die Ventilbohrung einsetzbaren Ventiladapter gebildet, durch den ein die Ventilanordnung im Allgemeinen in Querrichtung durchströmendes Hydraulikfluid so umgelenkt wird, dass die zwischen dem Ventilglied und dem durch den Ventiladapter gebildeten Ventilsitz vorgesehene Drosselstelle im Allgemeinen axial, d.h. in Längsrichtung der Ventilanordnung, von dem Hydraulikfluid durchströmt wird.
-
Indem das Hydraulikfluid durch den Ventiladapter so umgelenkt wird, dass die Drosselstelle trotz der im Allgemeinen in Querrichtung vom Hydraulikfluid durchströmten Ventilanordnung axial von dem Hydraulikfluid durchströmt werden kann, kann ein Ventil, das normalerweise axial durchströmt werden muss, wie ein quer durchströmtes Ventil genutzt werden, so dass alle Vorteile eines quer durchströmten Ventiles zum Tragen kommen. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist nicht nur im Aufbau relativ einfach und kompakt, sie kann durch den Ventiladapter auch problemlos an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Dabei ist insbesondere die Abströmung des Hydraulikfluids von der Ventilbohrung unabhängig. Die eingangs erwähnte Kombination von Ventilen ist nunmehr durch eine einfache Hintereinanderschaltung von Ventilen mit axial durchströmter Drosselstelle realisierbar, womit die Baugröße des betreffenden hydraulischen Antriebs entsprechend verringert werden kann. Infolge der geringeren Baugröße des betreffenden Hydraulikantriebs sind auch weniger Verbindungskanäle erforderlich, womit der Bearbeitungsaufwand bei der Gehäusefertigung weiter minimiert wird. Die Anzahl von erforderlichen Ventilvarianten wird reduziert. Um eine Kombination von parallel und in Reihe geschalteter Ventile zu erreichen, wird lediglich noch ein Ventiltyp benötigt, und für die tangential oder quer durchströmten Ventile ein Ventiladapter. Abgesehen von dem einfacheren und kompakteren Aufbau bringt die erfindungsgemäße Ventilanordnung auch eine bessere Abdichtung mit sich.
-
Von besonderem Wert ist es also, dass beim Durchfluss nacheinander wirkende Ventile zum einen in Axialrichtung des Ventils durchströmt werden, d.h. dass der Einlass und der Auslass des Hydraulikfluids nicht auf gleicher Höhe des Ventils liegen, ergänzt durch Ventile, die in Quer- oder tangentialer Richtung des Ventils durchströmt werden, wobei dann diese mit Ventil und Ventiladapter für diese Durchflussrichtung ausgeführt sein können.
-
Bevorzugt wird das im Allgemeinen, das heißt hauptsächlich in Querrichtung in die Ventilanordnung einströmende Hydraulikfluid über einen zwischen der Innenumfangswand der Ventilbohrung und dem Außenumfang des Ventiladapters vorgesehenen Zuflusskanal und einen zentralen Durchflusskanal des Ventiladapters zur im Allgemeinen axial durchströmten Drosselstelle umgelenkt.
-
Von der im Allgemeinen axial durchströmten Drosselstelle wird das Hydraulikfluid bevorzugt über einen zwischen der Innenumfangswand der Ventilbohrung und der Außenumfangsfläche des Ventiladapters vorgesehenen Abflusskanal zu einem Ventilauslass umgelenkt, über den das Hydraulikfluid im Allgemeinen in Querrichtung aus der Ventilanordnung abführbar ist.
-
Der Ventiladapter lenkt mittels des Zuflusskanals, des zentralen Durchflusskanals und des Abflusskanals das Hydraulikfluid somit so um, dass ein Ventil, dessen Drosselstelle axial durchströmt werden muss, sich wie ein quer durchströmtes Ventil nutzen lässt. Damit können trotz des Einsatzes eines Ventils mit axial durchströmter Drosselstelle die Vorteile eines quer durchströmten Ventils genutzt werden. Die Abströmung des Hydraulikfluids aus der Ventilanordnung ist unabhängig von der Ventilbohrung, da der Steuerkanal beliebig positioniert werden kann.
-
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung bildet die Außenumfangsfläche des in die Ventilbohrung eingesetzten Ventiladapters eine umlaufende Dichtfläche gegenüber der Innenumfangswand der Ventilbohrung, wobei der Zuflusskanal und der Abflusskanal durch in der umlaufenden Dichtfläche vorgesehene Aussparungen gebildet sind.
-
Damit ergibt sich nicht nur eine optimale Abdichtung der Ventilanordnung. Die zur entsprechenden Umlenkung des Hydraulikfluids erforderlichen Kanäle lassen sich auch einfach realisieren, nachdem sie am oder im Ventiladapter vorgesehen sind.
-
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung umfasst das Ventilglied einen konischen Abschnitt und der Ventiladapter zur Bildung des Ventilsitzes einen Abschnitt mit einer dazu komplementären Kontur.
-
Vorteilhafterweise wird die Ventilbohrung durch eine festliegende Buchse über dem Ventiladapter ergänzt. Die Ventilbohrung kann aber auch konisch ausgeführt sein, damit der Ventiladapter in die Ventilbohrung eingesetzt werden kann.
-
Der den Ventiladapter aufnehmende Ventilbohrungsabschnitt ist durch den Boden der Ventilbohrung begrenzt und der Ventiladapter so in diesen Ventilbohrungsabschnitt einsetzbar, dass sowohl zwischen dem Ventiladapter und dem Boden der Ventilbohrung als auch über dem Ventiladapter jeweils ein Zwischenraum verbleibt.
-
Dabei stehen gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung der zwischen der Innenumfangswand der Ventilbohrung und dem Außenumfang des Ventiladapters vorgesehene Zuflusskanal und der zentrale Durchflusskanal des Ventiladapters über den Zwischenraum zwischen dem Ventiladapter und dem Boden der Ventilbohrung miteinander in Verbindung.
-
Bevorzugt stehen zudem der Zwischenraum zwischen dem Ventiladapter und dem die beiden aneinandergrenzenden Ventilbohrungsabschnitte unterschiedlichen Durchmessers voneinander trennenden Absatz und der Ventilauslass über den zwischen der Innenumfangswand der Ventilbohrung und der Außenumfangsfläche des Ventiladapters vorgesehenen Abflusskanal miteinander in Verbindung.
-
Von Vorteil ist insbesondere, wenn der Ventiladapter mit einer axial durchgehenden Öffnung ausgeführt und der Ventilsitz durch die Innenumfangsfläche der axial durchgehenden Adapteröffnung gebildet ist.
-
Dabei umfasst die axial durchgehende Adapteröffnung vorteilhafterweise einen dem Boden der Ventilbohrung zugewandten, den zentralen Durchflusskanal bildenden zylindrischen Abschnitt sowie einen daran angrenzenden, mit seiner Innenumfangsfläche den Ventilsitz bildenden Abschnitt.
-
Besitzt das Ventilglied einen konischen Abschnitt, so besitzt die den Ventilsitz bildende Innenumfangsfläche der axial durchgehenden Adapteröffnung zweckmäßigerweise eine zu diesem konischen Abschnitt des Ventilglieds komplementäre Kontur.
-
Das Ventilglied kann im Anschluss an seinen konischen Abschnitt zu seinem dem Boden der Ventilbohrung zugewandten Ende hin mit einem zylindrischen Abschnitt versehen sein.
-
Der Hub des Ventilglieds kann gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung über ein Gewinde verstellbar sein.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung und
- 2 eine schematische perspektivische Längsschnittdarstellung des Ventiladapters der Ventilanordnung gemäß 1.
-
Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung 10 für einen hydraulischen Antrieb einer Tür oder eines Fensters.
-
Die Ventilanordnung10 umfasst ein in einer Ventilbohrung 12 axial verstellbares Ventilglied 14, das zur Bildung einer in einem Strömungskanal 16 angeordneten Drosselstelle 18 mit einem Ventilsitz 20 zusammenwirkt.
-
Dabei ist der Ventilsitz 20 durch einen in die Ventilbohrung 12 einsetzbaren Ventiladapter 22 gebildet, durch den ein die Ventilanordnung 10 im Allgemeinen, das heißt hauptsächlich in Querrichtung durchströmendes Hydraulikfluid 24 so umgelenkt wird, dass die zwischen dem Ventilglied 14 und dem durch den Ventiladapter 22 gebildeten Ventilsitz 20 vorgesehene Drosselstelle 18 im Allgemeinen axial von dem Hydraulikfluid 24 durchströmt wird.
-
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, wird das im Allgemeinen in Querrichtung in die Ventilanordnung 10 einströmende Hydraulikfluid 24 über einen zwischen der Innenumfangswand 26 der Ventilbohrung 12 und dem Außenumfang 28 des Ventiladapters 22 vorgesehenen Zuflusskanal 30 und einen zentralen Durchflusskanal 32 des Ventiladapters 22 zur im Allgemeinen axial durchströmten Drosselstelle 18 umgelenkt.
-
Zudem wird das Hydraulikfluid 24 von der im Allgemeinen axial durchströmten Drosselstelle 18 über einen zwischen der Innenumfangswand 26 der Ventilbohrung 12 und der Außenumfangsfläche 28 des Ventiladapters 22 vorgesehenen Abflusskanal 34 zu einem Ventilauslass 36 umgelenkt, über den das Hydraulikfluid 24 im Allgemeinen in Querrichtung aus der Ventilanordnung 10 abführbar ist.
-
Im vorliegenden Fall bildet die Außenumfangsfläche 28 des in die Ventilbohrung 12 eingesetzten Ventiladapters 22 eine umlaufende Dichtfläche gegenüber der Innenumfangswand 26 der Ventilbohrung 12, wobei der Zuflusskanal 30 und der Abflusskanal 34 durch in der umlaufenden Dichtfläche vorgesehene Aussparungen 30', 34' (vgl. insbesondere die 2) gebildet sind.
-
Das Ventilglied 14 kann beispielsweise einen konischen Abschnitt 38 umfassen. In diesem Fall umfasst der Ventiladapter 22 zur Bildung des Ventilsitzes 20 einen Abschnitt 40 mit einer dazu komplementären Kontur.
-
Dabei kann der den Ventiladapter 22 aufnehmende Ventilbohrungsabschnitt 12" durch den Boden 42 der Ventilbohrung 12 begrenzt und der Ventiladapter 22 so in diesen Ventilbohrungsabschnitt 12" einsetzbar sein, dass sowohl zwischen dem Ventiladapter 22 und dem Boden 42 der Ventilbohrung 12 als auch zwischen dem Ventiladapter 22 und dem Absatz 44 zwischen dem den Ventiladapter 22 aufnehmenden Ventilbohrungsabschnitt 12" und dem angrenzenden, das Ventilglied 14 führenden Ventilbohrungsabschnitt 12' jeweils ein Zwischenraum 46 bzw. 48 verbleibt.
-
Wie wieder der 1 zu entnehmen ist, stehen im vorliegenden Fall der zwischen der Innenumfangswand 26 der Ventilbohrung 12 und dem Außenumfang 28 des Ventiladapters 22 vorgesehene Zuflusskanal 30 und der zentrale Durchflusskanal 32 des Ventiladapters 22 über den Zwischenraum 46 zwischen dem Ventiladapter 22 und dem Boden 42 der Ventilbohrung 12 miteinander in Verbindung.
-
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel stehen der Zwischenraum 48 zwischen dem Ventiladapter 22 und dem die beiden aneinandergrenzenden Ventilbohrungsabschnitte 12', 12" voneinander trennenden Absatz 44 sowie der Ventilauslass 36 über den zwischen der Innenumfangswand 26 der Ventilbohrung 12 und der Außenumfangsfläche 28 des Ventiladapters 22 vorgesehenen Abflusskanal 34 miteinander in Verbindung.
-
Der Ventiladapter 22 ist im vorliegenden Fall mit einer axial durchgehenden Öffnung 50 ausgeführt, wobei der Ventilsitz 20 durch die Innenumfangsfläche 52 dieser axial durchgehenden Adapteröffnung 50 gebildet ist. Dabei umfasst die axial durchgehende Adapteröffnung 50 einen dem Boden 42 der Ventilbohrung 12 zugewandten, den zentralen Durchflusskanal 32 bildenden zylindrischen Abschnitt 50' sowie einen daran angrenzenden, mit seiner Innenumfangsfläche 52 den Ventilsitz 20 bildenden Abschnitt 50".
-
Im vorliegenden Fall besitzt die den Ventilsitz 20 bildende Innenumfangsfläche 52 der axial durchgehenden Adapteröffnung 50 eine zum konischen Abschnitt 38 des Ventilglieds 14 komplementäre Kontur.
-
Das Ventilglied 14 kann im Anschluss an seinen konischen Abschnitt 38 zu seinem dem Boden 42 der Ventilbohrung 12 zugewandten Ende hin mit einem zylindrischen Abschnitt 54 versehen sein. Weiterhin ist der Hub des Ventilglieds 14 über ein Gewinde 56 verstellbar.
-
Der erfindungsgemäße Ventiladapter 22 ermöglicht die Verwendung eines Ventils mit axial durchströmter Drosselstelle bei zwingender Queranströmung, wenn z.B. nur eine Tieflochbohrung für verschiedene Ventile verwendet wird. Damit wird unter anderem dem Umstand Rechnung getragen, dass häufig Ventile mit Zusatzfunktionen, wie beispielsweise Regulierventile mit integriertem Sicherheitsventil oder Blendenventile mit Axial-Schlitz, eingesetzt werden, die sich zur Querdurchströmung nicht eignen. Bei den betreffenden Ventilen kann es sich beispielsweise um temperatur- und/oder viskoseunabhängige Regulierventile handeln.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Ventilanordnung ist die Abströmung aus der Ventilanordnung unabhängig von der Ventilbohrung. Es ist nunmehr eine einfache Hintereinanderschaltung von Ventilen mit axial durchströmter Drosselstelle möglich. Der betreffende Hydraulikantrieb kann aufgrund der reduzierten Anzahl von Verbindungskanälen zwischen den Ventilen eine insgesamt kleinere Baugröße besitzen. Infolge der geringeren Anzahl von Verbindungskanälen fällt zudem bei der Gehäusefertigung ein geringerer Bearbeitungsaufwand an. Die Anzahl von unterschiedlichen Ventilvarianten ist auf ein Minimum reduziert. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung besitzt einen relativ einfachen und kompakten Aufbau. Schließlich ergibt sich auch eine bessere Abdichtung der Ventile.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Ventilanordnung
- 12
- Ventilbohrung
- 12'
- Ventilbohrungsabschnitt
- 12"
- Ventilbohrungsabschnitt
- 14
- Ventilglied
- 16
- Strömungskanal
- 18
- Drosselstelle
- 20
- Ventilsitz
- 22
- Ventiladapter
- 24
- Hydraulikfluid
- 26
- Innenumfangswand der Ventilbohrung
- 28
- Außenumfang, Außenumfangsfläche des Ventiladapters
- 30
- Zuflusskanal
- 30'
- Aussparung
- 32
- zentraler Durchflusskanal
- 34
- Abflusskanal
- 34'
- Aussparung
- 36
- Ventilauslass
- 38
- konischer Abschnitt des Ventilglieds
- 40
- Abschnitt komplementärer Kontur
- 42
- Boden der Ventilbohrung
- 44
- Absatz
- 46
- Zwischenraum
- 48
- Zwischenraum
- 50
- axial durchgehende Öffnung des Ventiladapters
- 50'
- zylindrischer Abschnitt
- 50''
- den Ventilsitz bildender Abschnitt
- 52
- Innenumfangsfläche der Adapteröffnung
- 54
- zylinderförmiger Abschnitt
- 56
- Gewinde
- 58
- Steuerkanal
