DE1189347B - Druckmittelbetaetigter Steuerschieber - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F06k

Deutsche KL: 47 g-29

Nummer: 1189 347

Aktenzeichen: P 29446 XII/47 g

Anmeldetag: 18. Mai 1962

Auslegetag: 18. März 1965

Es sind bereits druckmittelbetätigte Steuerschieber mit einem in einer Längsbohrung eines Gehäuses verschiebbaren Schieberkolben sowie daran anschließenden und mit der Druckmittelquelle über gedrosselte Kanäle in Verbindung stehenden Druckmittelkammern mit selbsttätig schließenden Entleerungsventilen bekannt. Bei diesen bekannten Steuerschieberanordnungen ist jedoch stets noch ein Hilfsventil, beispielsweise in Form eines Flatterventils, vorgesehen. Die Wirkungsweise der bekannten Schieber ist derart, daß beim Entlüften der einen Druckkammer ein Sog in Richtung dieser Entlüftungsöffnung entsteht und dadurch das Flatterventil in dieser Richtung geschlossen wird, so daß nunmehr der Strömungsmitteldruck auf die entgegengesetzte Steuerschieberstirnseite einwirken und damit der Kolben in seine andere Endstellung bewegt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, derartige Steuerschieber so zu verbessern, daß in den jeweiligen Endstellungen ein selbsttätiges Halten des Schieberkolbens erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Steuerschieber der bezeichneten Art dadurch gelöst, daß an den Enden des Schieberkolbens Dichtungen angeordnet sind, die in der jeweiligen Endstellung des Schieberkolbens derart mit Öffnungen zwischen der Längsbohrung und den Druckkammern zusammenwirken, daß die druckbeaufschlagten wirksamen Kolbenstirnflächen teilweise abgedeckt wurden.

Es ist an sich bereits ein Absperrschieber bekannt, der durch einen Doppelkolben fernsteuerbar ist. Die Antriebskolben weisen Fortsätze auf, die in den Kolbenendstellungen in entsprechende Bohrungen der Zylinderausströmöffnung eindringen und hierbei die Ausströmöffnung abschließen.

Schließlich ist es an sich auch bereits bekannt, bei einem Steuerschieber, der durch Beaufschlagung seiner in geschlossenen Druckkammern liegenden Stirnflächen mit einem Druckmittel über Magnetventile steuerbar ist, an der Stirnfläche einen Fortsatz vorzusehen, so daß die wirksame Stirnfläche in der Schieberendstellung durch Anlage der Fortsätze am Boden der Druckkammer verringert ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Steuerschieber;

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine abgeänderte Ausbildungsform;

Druckmittelbetätigter Steuerschieber

Anmelder:

Power Control Products, Inc., Chicago, JIl.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Raymond G. Olson, Chicago, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. Mai 1961 (110939) --

F i g. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

F i g. 4 ist ein Teil eines Längsschnittes durch eine weitere mögliche Ausbildungsform.
Der gezeigte Steuerschieber besteht aus einem Gehäuse 10 mit einem mittleren Gehäuseteil 11 und Abschlußkappen 12 und 13, die mit Hilfe versenkter Zylinderkopf schrauben 12 a und 13 a am mittleren Gehäuseteil 11 befestigt sind. Das Gehäuse besitzt eine zentrale Längsbohrung 14 zur Aufnahme eines Schieberkolbens 15, der einen langgestreckten mittleren Abschnitt 16 von großem Durchmesser umfaßt, der gleich dem Innendurchmesser der Längsbohrung 14 ist. Ferner hat der Schieberkolben an jedem Ende einen Fortsatz 17 bzw. 18 von kleinerem Durchmesser. Ein nach innen vorspringender Ringflansch 19 an der Abschlußkappe 12 begrenzt einen innenliegenden Kanal, dessen Durchmesser gleich dem kleineren Durchmesser des Fortsatzes 17 ist. Entsprechendes gilt für den Ringflansch 20 der Abschlußkappe 13. In eine Ringnut 21 des Fortsatzes 17 ist ein O-Ring 22 eingebaut, und in einer Ringnut 23 des Fortsatzes 18 liegt ebenfalls ein O-Ring 24.

In der Abschlußkappe 12 ist eine Druckkammer 25 ausgebildet und in der Abschlußkappe 13 eine Druckkammer 26. In die Abschlußkappen 12 und 13 sind Hülsen 27 und 28 eingeschraubt. Die Hülsen 27 und 28 tragen nach außen vorspringende ringförmige

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Flansche 29 und 30. In den Flanschen 29, 30 sind Ventilsitze 31, 32 ausgebildet. Verschlußstücke 33, 34, und zwar Kugeln, arbeiten mit den Sitzen 31, 32 zusammen.

Gemäß der Zeichnung besitzt der Schieberkolben 15 Ringnuten 35, 36 und 37.

Das Gehäuse 11 besitzt einen Druckmitteleinlaß 38, der ständig in Verbindung mit der mittleren Ringnut 35 steht. Ferner weist das Gehäuse Auslässe 39 und 40 auf. Weiterhin besitzt das Gehäuse Verbraucheranschlüsse 41 und 42, die zu je einem Ende eines Zylinders 50 führen. Die Verbindungen zum und vom Zylinder 50 werden wie üblich hergestellt.

Gemäß Fig. 1 besitzt der Schieberkolben 15 einen Längskanal 43, der die Druckkammern 25 und 26 miteinander verbindet. In der Mitte des Kanals 43 ist eine Drossel 44 vorgesehen. Ein Querkanal 45 ist mit dem Längskanal 43 dort verbunden, wo sich die Drossel 44 befindet, und stellt eine Verbindung zur mittleren Ringnut her.

Für die erfindungsgemäße Arbeitsweise des Steuerventils ist es wichtig, die Stirnflächen des Schieberkolbens dazu zu benutzen, ihn in den Endstellungen festzuhalten. Die Stirnfläche des Fortsatzes 17 ist die Fläche 46. Entsprechend ist am Fortsatz 18 eine Stirnfläche 47 vorhanden. Die Bezugsziffern 48 und 49 bezeichnen ringförmige Stirnflächen, welche die Fortsätze 17 und 18 umgeben.

Beim Betrieb des Steuerschiebers nach F i g. 1 wird das über den Einlaß 38 in das Gehäuse 10 eintretende Druckmittel durch die Ringnut 35, den Querkanal 45, die Drossel 44 und den Längskanal 43 in die Druckkammern 25 und 26 geleitet. Die Flächen 46 und 48 sind zusammen größer als die Fläche 47, so daß der Schieberkolben 15 normalerweise in der aus F i g. 1 ersichtlichen Stellung gehalten wird. Wenn jedoch das Druckmittel aus der Druckkammer 25 dadurch abgelassen wird, daß man die Kugel 33 nach innen drückt, genügt der auf die Fläche 47 am ande ren Ende des Schieberkolbens wirkende Druck, um ihn zum anderen Ende des Gehäuses zu schieben, wobei der Fortsatz 17 in die Bohrung des Ringflan sches 19 der Abschlußkappe 12 eintritt, während gleichzeitig der dünnere Fortsatz 18 am anderen Ende aus der Bohrung des Ringflansches 20 herausgezogen wird. Bei der Bewegung des Schieberkolbens vom einen Ende des Gehäuses zum anderen ergibt sich ein Punkt, an dem die Wirkung der O-Ringe unterbrochen wird, so daß die ganze Stirnfläche am Ende des Schieberkolbens dem Druckmittel ausgesetzt wird. Infolgedessen wird der Schieberkolben mit hoher Geschwindigkeit verstellt. Wird die Kugel 33 freigegeben, so schließt sie unter dem Druck der Feder 33 β. Der sich in der Druckkammer 25 auf bauende Druck wirkt nur auf die kleine Stirnfläche 46, und kann den Schieberkolben 15 nicht zurückstellen. Dieselben Vorgänge erfolgen dann entgegengesetzt beim Drücken der Kugel 34 gegen die Feder 34 a.

Der Steuerschieber nach Fig. 2 besitzt ein Ge häuse 51 mit einem mittleren Abschnitt 52 und Ab schlußkappen 53, 55, die mittels versenkter Zylinderkopfschrauben 54, 56 befestigt sind. Das Mittelstück 52 des Gehäuses ist mit einer Längsbohrung 57 versehen, in der ein Schieberkolben 58 gelagert ist.

Der Schieberkolben 58 umfaßt einen mittleren Ab schnitt 59 von großem Durchmesser gleich dem In nendurchmesser der Bohrung 57. Der Schieberkolben trägt an jedem Ende einen Fortsatz 60 bzw. 61 von kleinerem Durchmesser. Die Abschlußkappen 53, 55 sind mit nach innen vorspringenden Ringflanschen 62, 63 versehen, die Kanäle abgrenzen, deren Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Fortsätze 60, 61 ist.

Die Fortsätze 60, 61 besitzen Ringnuten 64, 66, in deren O-Ringe 65, 67 liegen.

Die Abschlußkappen 53, 55 begrenzen Druckkammern 68, 69. In die Abschlußkappen sind Hülsen 70, 75 eingeschraubt, die nach außen vorspringende ringförmige Flansche 71, 76 tragen. Darin sind Ventilsitze 72, 77 ausgebildet, die mit Kugeln 73, 78 zusammenarbeiten. Diese werden normalerweise durch schwache Federn 74, 79 gegen die Sitze 72, 77 vorgespannt, doch kann auch der Druck in den Druckkammern 68, 69 ausreichen, um die Kugel in Anlage an den Sitzen zu halten.

Der Schieberkolben 58 besitzt Ringnuten 80, 81 und 82. Das Gehäuse 51 weist einen Einlaß 83 auf, der ständig in Verbindung mit der mittleren Ringnut 80 steht. Das Gehäuse 51 besitzt Auslässe 84 und 85, die gegenüber dem Einlaß 83 gemäß F i g. 3 um 90° versetzt sind. Weiterhin besitzt das Gehäuse Verbraucheranschlüsse 86 und 87.

Gemäß F i g. 2 erstreckt sich ein Längskanal 88 über die Länge des Gehäusemittelstücks 52 und steht über Kanäle 89, 90 in den Abschlußkappen 53, 55 in Verbindung mit den Druckkammern 68 und 69.

Der Längskanal 88 steht im Punkte 91 in Verbindung mit dem Einlaß 83. Die Stirnseiten der Fortsätze 60, 61 sind mit 92, 93 bezeichnet. Ringförmige Stirnflächen, die die Fortsätze 60, 61 umgeben, sind mit 94, 95 bezeichnet.

Die Arbeitsweise des Steuerschiebers nach F i g. 2 ist die gleiche wie die nach Fig. 1.

Nach F i g. 4 umfaßt das Gehäuse ein Mittelstück 96 und eine Abschlußkappe 97. Versenkte Zylinderkopfschrauben 98 verbinden die Abschlußkappe 97 mit dem Gehäusemittelstück 96. Das hier nicht gezeigte andere Ende des Steuerschiebers ist in gleicher Weise ausgebildet. Das Gehäuse besitzt eine zentrale Bohrung 99 zur Aufnahme eines Schieberkolbens 100. Dieser besitzt einen mittleren Abschnitt 101 von großem Durchmesser und an seinen Enden Fortsätze 102. Der Fortsatz 102 verjüngt sich zum äußeren Ende hin. Der verjüngte Fortsatz weist eine Ringnut 103 auf, in der ein O-Ring 104 liegt. Die Abschlußkappe 97 ist mit einem radial nach innen vorspringenden Ringflansch 105 versehen, der eine zur Kegelform des Fortsatzes 102 passende konische Öffnung 106 aufweist.

In die Abschlußkappe 97 ist eine Hülse 107 eingeschraubt, die einen nach außen vorspringenden Flansch 108 trägt. In der Hülse 107 ist ein Ventilsitz 109 ausgebildet, an den sich eine Kugel 110 anlegen kann. Innerhalb der Abschlußkappe 97 ist eine Druckkammer 111 vorgesehen. An der Ventilkugel greift eine schwache Feder 112 an, um sie in Anlage am Sitz 109 zu halten.

Das Gehäuse 96 besitzt einen Auslaß 113 und einen Verbraucheranschluß 114. Der Schieberkolben besitzt eine Ringnut 115. Ferner ist ein sich durch den Schieberkolben erstreckender Längskanal 116 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen den Druckkammern 111 sowie dem Druckmitteleinlaß herstellt. Der Fortsatz 102 hat eine Stirnfläche 117, außerdem ist die Ringfläche 118 vorhanden.

Der Steuerschieber nach F i g. 4 arbeitet in der gleichen Weise wie der nach F i g. 1. Die Verwendung der konischen Fortsätze führt dabei zu einem beschleunigten Ansprechen.

Claims (6)

5 Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigter Steuerschieber mit einem in einer Längsbohrung eines Gehäuses verschiebbaren Schieberkolben sowie daran anschließenden und mit der Druckmittelquelle über gedrosselte Kanäle in Verbindung stehenden Druckkammern mit selbstätig schließenden Entleerungsventilen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Schieberkolbens (15; 58; 100) Dichtungen (22, 24; 65, 66; 104) angeordnet sind, die in der jeweiligen Endstellung des Schieberkolbens derart mit Öffnungen (19, 20; 62, 63; 106) zwischen der Längsbohrung (14; 57; 99) und den Druckkammern (25, 26; 68, 69; 111) zusammenwirken, daß die druckbeaufschlagten wirksamen Kolbenstirnflächen (46 bis 49; 92 bis 95; 117, 118) teilweise abgedeckt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Schieberkolbens (15; 58; 100) die Dichtungen tragende Fortsätze (17, 18; 60, 61; 102) kleineren Durchmessers als der Schieberkolben ausgebildet sind und die zwischen der Längsbohrung (14; 57; 99) und den Druckkammern (25, 26; 68, 69; 111) durch einen nach innen ragenden Ringflansch (19, 20; 62, 63; 105) gebildeten Öffnungen einen Durchmesser im wesentlichen gleich dem der Fortsätze aufweisen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze eine Ringnut (21, 23; 64, 66; 103) aufweisen, in welche O-Ringe (22, 24; 65, 67: 104) eingesetzt sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr zu den Druckammern über einen im Schieberkolben ausgebildeten und mit dem Druckmitteleinlaß (38) in Verbindung stehenden Längskanal (43; 116) erfolgt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den zu den Druckkammern führenden Längskanälen (43) Drosselstellen (44) angeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsventile federbelastete Kugeln (33, 34; 73, 78; 110) sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 831 059, 831 639;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1 054 297;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1767 650;

Patentschrift Nr. 7652 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

USA.-Patentschriften Nr. 2729 242, 2 966 168.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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