DE1272656B

DE1272656B - Umschaltventil mit Hilfsventilausloesung

Info

Publication number: DE1272656B
Application number: DEH60935A
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Lang; Franz-Josef Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-11-05
Filing date: 1966-11-05
Publication date: 1968-07-11

Description

Umschaltventil mit Hilfsventilauslösung Die Erfindung bezieht sich auf ein Umschaltventil für Druckmittelsysteme mit einem Schließglied, das an der einem Hauptventilsitz zugekehrten und unter Einlaßdruck stehenden Vorderseite eines Kolbengliedes angeordnet ist, wobei- der Kolbengliedrücken über ein Hilfsventil wechselweise dem Einlaßdruck oder dem Auslaßdruck unterliegt.
Derartige Ventile sind bekannt, wie beispielsweise die deutsche Auslegeschrift 1066 828 zeigt. Bei solchen Ventilbauarten besteht die Aufgabe, die öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Ventilschließgliedes zu verzögern. Dies wird durch die Verwendung einer den Druckmitteldurchgang von und zu einem Raum hinter dem Kolbenglied beeinflussenden Drosselstelle erreicht, die sich aber; je nachdem, ob das Druckmittel mehr oder weniger Fremdkörper mit sich führt, . früher oder später zusetzen kann. Eine verstopfte Drosselstelle zieht aber den Ausfall des gesamten Ventils nach sich.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Regelventil der beschriebenen Art zu schaffen, bei. dem sich die Drosselstelle nicht verstopfen kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, :daß an den Rücken des ersten Kolbengliedes ein eingeschlossenes Flüssigkeitsvolumen anschließt, das einen zwischen dem ersten Kolbenglied und einem zweiten Kolbenglied gebildeten Dämpfungsraum ausfüllt, daß ferner auf der dem Dämpfungsraum abgekehrten Seite des zweiten Kolbengliedes ein wechselweise unter Einlaß- oder Auslaßdruck setzbarer Druckwechselraum angeordnet ist und daß zwischen den beiden Kolbengliedern eine Trennwand liegt, die mit einer Drosselbohrung für den Flüssigkeitsdurchgang versehen ist.
Eine besonders günstige Bauart wird gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung dadurch erreicht, daß die Kolbenglieder Membranen sind, welche die gleiche Form haben, und daß sie zu beiden Seiten der Trennwand angeordnet sind, die symmetrisch aufgebaut ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 das Regelventil im Schnitt bei geschlossenem Hauptventil und F i g. 2 das gleiche Regelventil bei geöffnetem Hauptventil.
Ein Regelventil besteht aus einem Hauptventil 11 und einem Hilfsventil 12. Das Hauptventil 11 hat ein Ventilgehäuse 13 mit einem unten liegenden Druckmitteleinlaß 14 und einem senkrecht dazu angeordneten waagerecht liegenden Druckmittelauslaß 15. Zwischen dem Einlaß 14 und dem Auslaß 15 befindet sich ein Ventilsitz 16, der als Hülsenansatz ausgebildet und gleichachsig zum Auslaß 15 im Ventilgehäuse 13 angeordnet ist. Eine mit ihrem Rand 17 im Ventilgehäuse 13 eingespannte Membran 18 .hat einen mit dem Ventilsitz 16 zusammenarbeitenden Membranmittelteil-19, der mit einem zapfenartigen Ansatz versehen und, als Ventilschließglied wirksam. ist. Eine zwischen Rand und Mittelteil liegende Ringfläche 20 der Membran'18 unterliegt ständig dem Einlaßdruck; der in einem 'den Ventilsitz 16 umgebenden Einläßraum 21 'des Hauptventils 11 wirksam ist.
Vom Einlaßraum 21 führt ein Seitenkanal 22 in einen Ventilraum 23 des Hilfsventils 12. Das Hilfsventil 12 ist als Elektromagnetventil ausgebildet und an einer den Ventilraum 23 abdeckenden Hohlschraube 24 befestigt. Es hat. einen als bewegliche Ventilglied ausgebildeten Anker 25, der mit einer an seiner Unterseite befestigten Dichtung ein Ventilschließglied 26 bildet. Das Ventilschließglied 26 arbeitet unter auf dem Anker einwirkendem Federdruck mit einem Ventilsitz 27 zusammen, der, als Büchse ausgebildet, in eine Bohrung 28 des Ventilgehäuses 13 eingesetzt ist, die in den Auslaß 15 des Hauptventils 11 mündet.
Vom Ventilraum 23 des Hilfsventils 12 verläuft ein seitlich abgehender Kanal 29 über eine Zwischenplatte 30 zu einem in einem Deckel 31 des Hauptventilgehäuses 13 liegenden Druckwechselraum 32, in dem eine Schraubenfeder 33 angeordnet ist. Die Feder 33 ist auf eine zweite Membran 34 aufgesetzt, die gleichartig wie die erste Membran 18 ausgebildet ist; ihr mit dem zapfenartigen- Ansatz versehener Mittelteil 35 dient aber hier zur zentrierenden Aufnahme der Feder 33. Der Rand 36 der Membran 34 ist zwischen dem Deckel 31 und der Zwischenplatte eingespannt, während der Rand 17 der Membran 18 zwischen dem Ventilgehäuse 13 und der Zwischenplatte 30 festgehalten ist. Die zweite Membran 34 hat eine Ringfläche 37, die der Ringfläche 20 der ersten Membran 18 entspricht, und ist vom Druckmittel beeinflußbar, das in den Druckwechselraum 32 gelangt.
Die Zwischenplatte 30 ist symmetrisch und besitzt auf jeder Seite eine gleichartige, kreisförmige Mulde 38 und 39, in die sich die Membranen 18 und 34 mit ihren Rücken 40 und 41 einschmiegen können. Die Mulden 38 und 39 sind an ihrer tiefsten Stelle durch eine enge Bohrung 42 miteinander verbunden, deren Achse senkrecht zu der Symmetrieebene der Zwischenplatte 30 liegt. Die enge Bohrung 42 ist als Drosselstelle des Regelventils wirksam. Die Mulden 38 und 39 und die Drosselbohrung 42 sind gleichachsig angeordnet. Ein von den beiden Mulden begrenzter, zweiteiliger, zwischen den beiden Membranen 18 und 34 liegender Dämpfungsraum 43 ist vollständig mit Flüssigkeit, vorzugsweise mit Öl gefüllt und ist nach außen dicht abgeschlossen.
Das beschriebene Regelventil wirkt wie folgt: In Schließstellung nehmen alle beweglichen Teile des Regelventils die in der F i g.1 dargestellte Lage ein. Das Hauptventil 11 ist durch den Druck des Druckmittels im Druckwechselraum 32 und durch den Druck der Feder 33 geschlossen. Beide Drücke wirken über die im Dämpfungsraum 43 eingeschlossene Flüssigkeit auf die Membran 18 in Ventilschließrichtung ein. Der Einlaßdruck lastet auf der Ringfläche 20 der Membran 18 und wirkt den Drücken im Druckwechselraum 32 entgegen.
Wegen der kleineren wirksamen Fläche der Membran 18 und wegen der zusätzlichen Kraft der Feder 33 bleibt er aber ohne Wirkung.
Zum Umschalten des Regelventils wird das elektromagnetisch betätigbare Hilfsventil 12 eingeschaltet. Das Magnetfeld der Spule hebt den Anker 25 an, und das Ventilschließglied 26 öffnet den Durchgang durch den Ventilsitz 27, wie in der F i g. 2 zu sehen ist. Der im Druckwechselraum herrschende Einlaßdruck wird über den Kanal 29, den Ventilraum 23, den Ventilsitz 27 und die Bohrung 28 zum Auslaß 15 hin abgebaut, so daß die nach rechts gerichtete Kraft an der Membran 18 überwiegt und den Mittelteil 19 der Membran 18 von dem Ventilsitz 16 abheben kann. Damit ist dann der Durchlaß durch das Hauptventil 11 freigegeben.
Wird der Elektromagnet des Hilfsventils 12 wieder abgeschaltet, dann schließt der Anker 25 das Hilfsventil 12. Dadurch ist die Verbindung des Druckwechselraums 32 mit dem Auslaß 15 unterbrochen, und es kann sich im Druckwechselraum 32 wieder der Einlaßdruck aufbauen. Bei ausgewogenen, durch das Druckmittel erzeugten Membrankräften bewegt die überwiegende Kraft der Feder 33 beide Membranen 18 und 34 nach links, bis der Membranmittelteil den Ventilsitz 16 abdeckt. Damit ist das Hauptventil 11 wieder geschlossen.
Bei jedem Schaltvorgang bewegen sich die beiden Membranen 18 und 34, durch die Flüssigkeitsfüllung des Dämpfungsraumes 43 miteinander gekoppelt, gegenüber der feststehenden Drosselstelle 42 hin und her, und dabei fließt die in den beiden Teilräumen des Dämpfungsraums 43 eingeschlossene Flüssigkeit über die Drosselstelle 42 hin und zurück, und zwar beim öffnen des Hauptventils 11 von dem linken Teilraum in den rechten und beim Schließen des Hauptventils 11 von dem rechten in den linken Teilraum. Die Geschwindigkeit des Hin- und Hergehens der beiden Membranen 18 und 34 wird dabei im wesentlichen durch den Querschnitt der Drosselstelle 42 bestimmt. Da es oft erwünscht ist, den Schaltvorgang beim öffnen oder Schließen des Hauptventils 11 sehr langsam ablaufen zu lassen, wird die Drosselstelle meistens sehr klein ausgebildet. Trotz des engen Durchgangs arbeitet aber die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung sicher und zuverlässig; da sich die enge Drosselstelle 42 nicht mit Fremdkörpern zusetzen kann. Die Flüssigkeit im Dämpfungsraum 43 ist nach außen vollständig abgeschlossen und bleibt deshalb immer frei von Fremdkörpern.
Natürlich ist es auch möglich, den Drosselquerschnitt der Drosselstelle 42, beispielsweise durch Eindrehen einer Schraube, zu verändern. Auf diese Weise kann dann die Schaltgeschwindigkeit des Hauptventils verschieden eingestellt werden.
Weiterhin liegt es auch im Rahmen dieser Erfindung, in der Zwischenwand 30 eine Drossel zu verwenden, die den Flüssigkeitsdurchgang nach der einen Seite stärker drosselt als nach der anderen Seite, z. B. in Form von zwei Verbindungskanälen zwischen den beiden Teilräumen des Dämpfungsraumes 43. Die beiden Verbindungskanäle müssen nach jeweils einer Seite durch ein Rückschlagventil abgeschlossen werden und nach der jeweils anderen Seite einen untereinander verschieden großen Drosselquerschnitt als Durchgang aufweisen. Mit einer solchen Einrichtung sind dann im Vergleich zur Schließgeschwindigkeit unterschiedliche öffnungsgeschwindigkeiten, oder umgekehrt, erreichbar.

Claims

Patentansprüche: 1. Umschaltventil für Druckmittelsysteme mit einem Hauptventil und einem Schließglied, das an der einem Hauptventilsitz zugekehrten und unter Einlaßdruck stehenden Vorderseite eines Kolbengliedes angeordnet ist, wobei der Kolbengliedrücken über ein Hilfsventil wechselweise dem Eimaß- oder dem Auslaßdruck unterliegt, d a -durch gekennzeichnet, daß an den Rükken (40) des ersten Kolbengliedes (Membran 18) ein eingeschlossenes Flüssigkeitsvolumen anschließt, das einen zwischen dem ersten Kolbenglied (18) und einem zweiten Kolbenglied (Membran 34) gebildeten Dämpfungsraum (43) anfüllt, daß ferner auf der dem Dämpfungsraum (43) abgekehrten Seite des zweiten Kolbengliedes (34) ein wechselweise unter Einlaß- oder Auslaßdruck setzbarer Druckwechselraum (32) angeordnet ist und daß zwischen den beiden Kolbengliedern (18 und 34) eine Trennwand (Zwischenplatte 30) liegt, die mit einer Drosselbohrung (42) für den Flüssigkeitsdurchgang versehen ist.
2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolbenglieder in an sich bekannter Weise Membranen (18 und 34) verwendet sind und daß die beiden Membranen die gleiche Form aufweisen.
3. Regelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (18 und 34) eine dem Druckmittel ausgesetzte Vorderseite und einen Rücken (40 und 41) haben und daß sie, mit ihren Rücken (40 und 41) einander zugekehrt, zwischen sich den flüssigkeitsgefüllten Dämpfungsraum (43) einschließen.
4. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung (42) in einer Zwischenplatte (30) angeordnet ist, die mit zwei gleichartigen, kreisförmigen Mulden (38 und 39) versehen ist.
5. Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (30) symmetrisch ausgebildet ist und daß die Symmetrieebene senkrecht auf der Achse der Drosselbohrung (42) und der Mulde (38 und 39) steht.
6. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung (42) vorzugsweise durch eine Schraube in ihrem Querschnitt veränderbar ist.
7. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulden (38 und 39) und die Drosselbohrung (42) gleichachsig angeordnet sind. B. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung je nach Durchströmrichtung verschiedene Querschnitte aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1066 828, 1072 446, 1075 392,1 151701, 1168 718, 1195 114, 1195 115; britische Patentschrift Nr. 1004 699.