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Vorfüllventil für hydraulische Pressen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Vorfüllventil für den Arbeitszylinder einer hydraulischen Presse od. dgl.,
das durch zugeführte Hochdruckflüssigkeit geschlossen wird und ein im Ventilkörper
des Füllventils angeordnetes, in Durchflußrichtung der Hochdruckflüssigkeit schließendes
sowie in Schließrichtung federbelastetes Hochdruckventil aufweist.
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Ein bekanntes Ventil dieser Art hat den Nachteil, daß Druckwasserverluste
auftreten, da der Übergang von der Füllwasserstellung zur Druckwasserstellung nicht
nacheinander erfolgt, sondern das Füllwasserventil beim Öffnen des Hochdruckventils
noch geöffnet bleibt und erst danach die Schließlage erreicht. Diese Arbeitsfolge
ist dadurch bedingt, daß eine im Ventilgehäuse starr angeordnete Stange beim Schließen
des Vorfüllventils das Hochdruckventil zurückhält und öffnet, während das Vorfüllventil
noch nicht geschlossen ist. Die letzte Weglänge bis zum Schluß des Vorfüllventils
ergibt zeitliche Unterschiede des Schließens des Vorfüllventils gegenüber dem Hochdruckventil
und die obenerwähnten Druckwasser-Verluste.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet,
daß zum hochdruckabhängigen, hydraulischen Öffnen des Hochdruckventils ein mit diesem
verbundener Antriebskolben vorgesehen ist, dessen beim Öffnen wirksame Druckfläche
im Hochdruckzuflußraum zum Füllventil liegt.
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Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß keine Druckwasserverluste
entstehen, da sich das Vorfüllventil und das Hochdruckventil bei jedem Arbeitsgang
des Ventilaggregats zeitlich nacheinander schließen und öffnen bzw. umgekehrt; d.
h., es schließt sich jeweils zuerst das Vorfüllventil, dann öffnet sich das Hochdruckventil,
bzw. es schließt sich zuerst das Hochdruckventil und dann erst öffnet sich das Vorfüllventil.
Das Ventil nach der Erfindung zeichnet sich auch durch geringe Drosselverluste aus.
Es werden Druckwasserverluste vermieden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Entlastungskolben an seinem
freien Ende frei sichtbar aus einem Gehäusedeckel herausragt. Hierdurch ist es möglich,
von außen die Arbeitsweise des Ventils zu erkennen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Vorfüllventils in einem Axiallängsschnitt dargestellt.
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In ein Ventilgehäuse 1 tritt durch die Öffnung 2 Füllwasser ein, das
durch den Füllventilkörper 3 gehindert wird, aus der Ausflußöffnung 4 des Ventils
abzulaufen. Der Füllventilkörper 3 schließt mit seinem Sitz 5 die Verbindung zwischen
der Einlaßöffnung 2 und der Auslauföffnung 4 ab. Der Füllventilkörper 3 ist in lotrechter
Richtung in dem Gehäuse 1 gleitbar und durch eine Dichtung 6 abgedichtet. Etwas
oberhalb des Ventilsitzes 5 ist der Querschnitt des Ventilkörpers vergrößert. Das
in die- Öffnung 2 mit dem Fülldruck eintretende Füllwasser übt also auf den Ventilkörper
3 ständig eine nach oben gerichtete Kraft aus, deren Größe sich aus dem 'Maß der
Querschnittsverbreiterung 7 und dem Druck des Füllwassers errechnen läßt. Die Aufwärtsbewegung
des Ventilkörpers 3 ist durch einen Anschlag 8 begrenzt, der sich an einem rohrartigen
Fortsatz 9a des Gehäusedecke-ls 9 befindet.
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In dem Ventilkörper 3 befindet sich eine zentrale Bohrung 10, die
als Auslauf für das Druckwasser dient und durch einen auf einem Hochdruckventilsitz
13 sitzenden Hochdruckventilkörper 11 abgeschlossen werden kann. Der Ventilkörper
11 und der Ventilsitz 13 bilden ein Hochdruckventil. Der Raum 12 oberhalb der Bohrung
10 ist also von der Bohrung 10 im Bereich des Hochdruckventilsitzes 13 abgesperrt,
solange der Hochdruckv entilkörper 11 die gezeichnete Stellung einnimmt.
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Letzterer ist starr verbunden mit einem Federteller 14 und einem Federkolben
15, der über einen Hals 16 mit dem Entlastungskolben 17 verbunden ist. Der Entlastungskolben
17 ist in einer Dichtung 18 des Gehäusedeckels 9 gleitbar und abgedichtet. Auf dem
Federteller 14 lastet der Druck einer Feder 19, die sich andererseits gegen ein
Federgehäuse 20 abstützt, das mit einem Gewinde 26a. in den Füllventilkörper 3 eingeschraubt
ist. Der Raum 21 innerhalb des zylindrischen Teiles 9 a des Gehäusedeckels 9 steht
über Bohrungen 22 und 23 mit der Druckmittelquelle in Verbindung. Das Federgehäuse
20 hat seinerseits Bohrungen 24, so daß die bei 23 eintretende Druckflüssigkeit
durch die Bohrungen 22 und die Bohrungen 24 in den Raum der Feder 19 gelangen kann,
durch den hindurch sie in Kanäle 25 eintreten kann, durch
die sie
den Raum 12 erreicht. Der Durchmesser des Ventilsitzes 13 ist kleiner als der Durchmesser
des Entlastungskolbens 17. Wenn also in den Räumen 21 und 12 Druck herrscht, dann
übt dieser Druck eine nach oben gerichtete Kraft auf die starr miteinander verbundenen
Teile 11, 14, 15, 16 und 17 aus. Sobald Druckwasser durch die Öffnung 23 eintritt,
sucht dieses also das Ventil 13 entgegen der Wirkung der Feder 19 anzuheben.
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Die Wirkungsweise des Ventils ist folgende: Angenommen, es befinde
sich keine Druckflüssigkeit in der Zuleitung 23, diese sei vielmehr entlastet. Das
bei 2 eintretende Füllwasser drückt dann auf die Fläche 7 und hebt damit selbsttätig
den Füllventilkörper 3 an. Hierbei braucht das Füllwasser nur das Gewicht des Füllventilkörpers
3 und die Reibung in den Dichtungen 6 und 18 zu überwinden. Hat das Füllwasser den
Pressenzylinder in gewünschtem Maße gefüllt. so läßt man Druckwasser in die Öffnung
23 eintreten. Dieses Druckwasser dringt in die Räume 21 und 12 ein. Da die Druckfeder
19 das Ventil 13 geschlossen hat, kann es aus dem Ventilkörper 3 nicht austreten.
drückt aber den Ventilkörper 3 entgegen der Wirkung des Füllwasserdruckes bis auf
den Ventilsitz 5 nach unten. Baut sich nun der Druck in den Räumen 23, 21, 12 weiter
auf, so wird er schließlich so groß, daß die von ihm auf die Teile 11, 16 und 17
nach oben gerichtete Kraft so groß wird. daß letztere die Kraft der Feder 19 überwindet.
Das Maß der Kraft, mit dem das Druckwasser das Ventil 13 zu öffnen sucht, ist also
von der Differenz der Ouerschnitte des Ventilsitzes 13 und des Entlastungskolbens
17 sowie selbstverständlich von der Hölle des Füllwasserdruckes abhängig. Solange
der Druckwasserdruck in voller Größe anhält, bleibt das Ventil 13 geöffnet und strömt
das Druckwasser durch den Abfluß 4 dem Arbeitszylinder zu. In dem Augenblick, in
dem der Druckwasserzufluß abgesperrt wird und eineDruckentlastung in der Druckwasserzuleitung
oder in dem Arbeitszylinder stattfindet, schließt sich das Ventil 13 infolge der
Kraft der Feder 19 selbsttätig. Sinkt der Druck in den Räumen 23, 21 und 12 ganz
ab, so öffnet die durch die Öffnung 2 anstehende Füllflüssigkeit den Füllventilkörper
3 selbsttätig, so daß sich die Arbeitszylinder bei der Rückzugbewegung durch die
Öffnung 4 und 2 in den (nicht gezeichneten) Vorratsbehälter entleeren können.
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Während der beschriebenen Vorgänge macht der Entlastungskolben 17,
dessen oberes Ende aus dem Gebäusedeckel 9 herausragt, Bewegungen, die eindeutig
auf die Arbeitsweise der inneren Teile schließen lassen. Beim Anheben des Füllventilkörpers
3 macht der Entlastungskolben 17 den gleichen Weg wie der Füllventilkörper 3 selbst.
Beim Schließen des Füllventils infolge Einlassens von Druckwasser durch die Öffnung
23 senkt sich der Entlastungskolben 17 in gleichern Maße wie der Füllventilkörper
3 ab. Öffnet dann das Druckwasser das Ventil 13 durch Anheben des Druckven.tilkörpers
11, so hebt sich der Entlastungskolben 17 in gleichem -Maße wie der @-entilkörper
11, jedoch um einen geringeren Betrag, als er sich bei der Öffnung des Füllventils
3, 5 geöffnet hatte. Beim Schließen des Druckventils 13 senkt sich der Entlastungskolben
17 wieder in die gezeichnete Stellung ab. Sämtliche Bewegungen des Füllventils und
des Druckwasserventils lasen sich also an den Bewegungen des Entlastungskolbens
17 voll außen ablesen.