DE19500747A1 - Zwei-Wege-Sitzventil - Google Patents
Zwei-Wege-SitzventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zwei-Wege-Sitzventil mit
einem Ventilsitz, der zwischen einem ersten und einem
zweiten Anschluß angeordnet ist, und einem Schließele
ment, das mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, in einer
Führung in Richtung auf den Ventilsitz bzw. von dem
Ventilsitz weg beweglich angeordnet ist und von einem
auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite des Schließ
elementes in einem Druckraum herrschenden Steuerdruck
beaufschlagt ist.
Derartige Ventile werden als Hydraulikventile zur
Steuerung von Flüssigkeitsströmen und -drücken einge
setzt. Sie funktionieren problemlos, solange als Hy
draulikflüssigkeit Öl, insbesondere ein synthetisches
Hydrauliköl, eingesetzt wird.
Seit einiger Zeit ist man jedoch bestrebt, die Hydrau
liköle, insbesondere die synthetischen Hydrauliköle,
aufgrund ihrer unter Umweltgesichtspunkten teilweise
bedenklichen Eigenschaften, insbesondere ihrer Giftig
keit, durch Wasser zu ersetzen. Wasser besitzt jedoch
praktisch keine schmierenden Eigenschaften und führt
darüber hinaus vielfach zu Korrosionsschäden, so daß
derartige Ventile relativ schnell verschleißen oder
sogar fressen, so daß sie ihre Funktion nicht mehr oder
nicht mehr in zufriedenstellendem Maße erfüllen können.
Man hat daher bei einem Ventil der eingangs genannten
Art (DE 36 37 208 C2) vorgeschlagen, eine Berührung des
Schließelements mit der Führung dadurch zu vermeiden,
daß das Schließelement mit Hilfe von Führungsringen in
der Führung geführt ist. Der dadurch entstehende Spalt
zwischen dem Schließelement und der Führung ist durch
ein zusätzlich vorgesehenes Dichtungselement geschlos
sen. Eine derartige Ausbildung hat aber den Nachteil,
daß sich die Öffnungs- bzw. Schließzeiten verlängern.
Das Reaktionsverhalten des Ventils wird also schlech
ter. Dies schließt die Verwendung eines solchen Ventils
in Anwendungen aus, in denen es auf ähnliche Reaktions
zeiten ankommt, wie sie bei der Verwendung von Öl als
Hydraulikflüssigkeit vorliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für Was
ser geeignetes Hydraulikventil anzugeben, das ein gutes
Reaktionsverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs ge
nannten Art dadurch gelöst, daß das Schließelement
dichtungsfrei in der Führung geführt ist.
Hierdurch läßt man eine gewisse Leckage am Schließele
ment vorbei in Richtung auf den Druckraum zu. Dies ist
zwar mit gewissen Verlusten, die relativ klein sind,
verbunden. Man ermöglicht hierbei aber den Aufbau einer
Flüssigkeitsschicht bzw. eines Flüssigkeitsfilmes zwi
schen Führung und Schließelement, der es vielfach ge
stattet, daß das Schließelement reibungsarm in der Füh
rung gleitet. Darüber hinaus erreicht man mit einem
Aufbau ohne Dichtungen ein verbessertes und gleichmäßi
geres Betriebsverhalten. Bei einem Aufbau mit einem
oder mehreren Dichtungsringen können die Öffnungs- und
Schließzeiten von Ventil zu Ventil unterschiedlich
sein. Dies ist zum einen auf kaum vermeidbare Toleran
zen mit entsprechenden Spannungsschwankungen zwischen
Schließelement und Führung zurückzuführen und zum ande
ren auf unterschiedlichen Verschleiß. Dichtungen haben
darüber hinaus nur eine begrenzte Lebensdauer und ver
ändern das Bewegungsverhalten aufgrund des Verschleißes
mit der Zeit. Wenn man keine Dichtungen verwendet,
bleibt das Bewegungsverhalten über einen längeren Zeit
raum gleich. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn
mehrere Ventile so zusammengeschaltet sind, beispiels
weise in einer Brücke, daß bei einer zu schnellen Öff
nungsbewegung oder einer zu langsamen Schließbewegung
eines Ventils ein Kurzschluß zwischen Druckquelle und
-senke entstehen kann. Ohne Dichtungen kann man die
einmal eingestellten Geschwindigkeiten über einen län
geren Zeitraum beibehalten.
Vorzugsweise ist der Druckraum über ein vom Druckraum
weg öffnendes Rückschlagventil mit einer Steuerdruck
leitung verbunden. Wenn man die Dichtung zwischen dem
Schließelement und der Führung wegläßt und damit eine
gewisse Leckage am Schließelement vorbei ermöglicht,
hat dies natürlich dann gewisse Probleme zur Folge,
wenn das Zwei-Wege-Sitzventil an eine gemeinsame Steu
erdruckleitung mit anderen entsprechend ausgebildeten
Ventilen angeschlossen ist. In diesem Fall kann sich
eine durch die Leckage in einem Ventil in der Steuer
druckleitung ergebende Druckerhöhung am Schließelement
vorbei in den einen Anschluß des anderen Ventils fort
pflanzen. Das Rückschlagventil verhindert nun eine der
artige unkontrollierte Druckerhöhung in dem betreffen
den Anschluß des Ventils und macht das Ventil dicht.
Vorzugsweise weist das Schließelement einen Lagerab
schnitt und einen Dichtabschnitt auf, wobei die Führung
als Buchse ausgebildet ist, die aus einem Material be
steht, das mit dem Material des Lagerabschnitts rei
bungsarm zusammenwirkt. Zwar wird durch die zugelassene
Leckage zwischen dem Schließelement und der Führung
bereits ein Flüssigkeitsfilm erzeugt, der zu einer Her
absetzung der Reibung zwischen dem Schließelement und
der Führung führt. Unter ungünstigen Bedingungen kann
es jedoch trotzdem zu einer Berührung zwischen dem
Schließelement und der Führung kommen. Die Risiken eine
derartigen Berührung werden durch die angegebene Mate
rialkombination weitgehend vermindert. Auch bei einer
Berührung ergeben sich aufgrund des reibungsarmen Zu
sammenwirkens der Materialkombination keine Probleme.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Lagerabschnitt
aus rostfreiem Stahl und die Buchse aus einem weicheren
Metall gebildet ist, insbesondere Messing, oder einem
Kunststoff aus der Gruppe der hochfesten thermoplasti
schen Kunststoffe auf der Basis von Polyaryletherketo
nen, insbesondere Polyetheretherketonen, Polyamiden,
Polyacetalen, Polyarylether, Polyethylenterephtalaten,
Polyphenylensulfiden, Polysulfonen, Polyethersulfonen,
Polyetherimiden, Polyamidimid, Polyacrylaten, Phenol-
Harzen, wie Novolack-Harzen, oder ähnliches, wobei als
Füllstoffe Glas, Graphit, Polytetrafluorethylen oder
Kohlenstoff, insbesondere in Faserform, verwendet wer
den können. Bei Verwendung derartiger Materialien läßt
sich auch Wasser als Hydraulikflüssigkeit verwenden.
Vorzugsweise ist der Dichtabschnitt aus einem Kunst
stoff gebildet, und der Ventilsitz besteht aus einem
Metall. Da der Kunststoffin der Regel weicher ist als
der Ventilsitz, kann sich der Ventilsitz in den Dicht
abschnitt des Schließelements eindrücken. Dies führt
sehr schnell zu einer ausgezeichneten Dichtung.
Auch ist bevorzugt, daß der einer der beiden Anschlüsse
mit dem Druckraum über einen Drosselkanal verbunden
ist, der insbesondere das Schließelement durchsetzt.
Über diesen Drosselkanal kann Hydraulikflüssigkeit zu
sätzlich von diesem einen Anschluß in den Druckraum
gelangen und dort zu einer Druckerhöhung führen, wo
durch entsprechend auch die Schließkraft verstärkt
wird.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, daß der Drosselka
nal den Anschluß mit der höheren Druckbelastung mit dem
Druckraum verbindet. Dementsprechend kann auch der
Druck im Druckraum höher werden.
Vorteilhafterweise ist in dem Drosselkanal ein zum
Druckraum hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet.
Dieses Rückschlagventil verhindert einen Rückfluß von
Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkanal für den
Fall, daß der Druck im Druckraum größer ist als der
Druck in dem betreffenden Anschluß. Ein einmal erreich
ter Schließdruck bleibt daher erhalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
beide Anschlüsse mit dem Druckraum verbunden sind, wo
bei in jeder Verbindungsleitung ein in Richtung zum
Druckraum hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet
ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird dafür ge
sorgt, daß immer der höhere der beiden in den Anschlüs
sen herrschende Druck zur Erzeugung der Schließkraft
verwendet wird. Da bei einer Druckerhöhung die Hydrau
likflüssigkeit zunächst einmal in den Druckraum abge
leitet wird, besteht keine Gefahr, daß eine Druckerhö
hung in einem der beiden Anschlüsse das Schließelement
versehentlich öffnet.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß zwischen dem
Druckraum und den beiden Rückschlagventilen eine beiden
Rückschlagventilen gemeinsame Drossel angeordnet ist.
Der höhere Druck aus den beiden Anschlüssen öffnet das
zugeordnete Rückschlagventil. Damit steht dieser höhere
Druck direkt am Ausgang des anderen Rückschlagventils
an und verhindert dessen Öffnung. Die Flüssigkeit aus
dem Anschluß mit dem höheren Druck kann dann nur noch
in den Druckraum vordringen, ohne zu einer Druckerhö
hung in dem anderen Anschluß und eventuell daran ange
schlossener weiterer Ventile zu führen.
Mit besonderem Vorteil ist einer der beiden Anschlüsse
als Niederdruckanschluß und der andere Anschluß als
Hochdruckanschluß ausgebildet, wobei der Flüssigkeits
druck aus dem Niederdruckanschluß stirnseitig auf das
Schließelement und der Flüssigkeitsdruck aus dem Hoch
druckanschluß im wesentlichen auf den Umfang des
Schließelements wirkt. Mit dieser Ausgestaltung er
reicht man eine radiale Anströmung der Schließkörper,
weil die Flüssigkeit normalerweise vom Hochdruckan
schluß zum Niederdruckanschluß fließt, wenngleich nicht
auszuschließen ist, daß der Druck am Niederdruckan
schluß bei bestimmten Betriebsbedingungen kurzzeitig
höher sein kann als der am Hochdruckanschluß. Die Flüs
sigkeit aus dem Hochdruckanschluß umgibt den Schließ
körper allseitig, so daß die Gefahr eines Verkantens
geringer wird. Ein derartiges Verkanten führt bei einer
Berührung des Schließelements mit der Führung zu einem
relativ großen Flächendruck, der über den dünnen Was
serfilm nicht mehr aufgefangen werden kann, so daß ein
Verkanten vermieden werden sollte. Durch das darge
stellte Anströmverhalten wird dieses Risiko jedoch dra
stisch vermindert.
Auch ist bevorzugt, daß mindestens eines der Rück
schlagventile eine mit einem Ventilsitz aus Kunststoff
zusammenwirkende Kugel aus rostfreiem Stahl aufweist.
Mit einer derartigen Ausbildung läßt sich zum einen
eine gute Dichtigkeit des Rückschlagventils erreichen.
Da der Kunststoff weicher ist als die Kugel aus Stahl,
wird sich die Kugel schon nach kurzer Zeit ihren ent
sprechenden Sitz so nachgearbeitet haben, daß praktisch
keine Flüssigkeit mehr durch das geschlossene Rück
schlagventil treten kann. Durch die Wahl der Materia
lien treten praktisch keine Korrosionsprobleme auf.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug
ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung
beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 ein aus mehreren Zwei-Wege-Ventilen aufgebaute
tes 4/3-Wege-Ventil in schematischer Darstellung
und
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein Zwei-Wege
Ventil.
Fig. 1 zeigt schematisch ein 4/3-Wege-Ventil 1, also
ein Ventil mit vier Anschlüssen und drei Stellungen,
das zum Steuern eines hydraulischen Kolbenmotors 2
dient, der eine Last 3 anheben oder absenken soll.
Hierzu weist der Motor 2 zwei Steuerleitungen A und B
auf, die in Arbeitsräume 4, 5 des Motors 2 münden. Das
Vier-Wege-Ventil ist hierbei in bekannter Weise
zwischen einer Pumpe 6, die als Druckquelle dient, und
einem Tank 7, der als Drucksenke dient, angeordnet. Der
Pumpe 6 ist ein Druckregler 8 und ein Durchflußbegren
zer 9 sowie ein in Richtung auf das Vier-Wege-Ventil 1
öffnendes Rückschlagventil 10 nachgeschaltet. Das Vier-
Wege-Ventil 1 weist die Anschlüsse P (zur Pumpe), T
(zum Tank) und A,B (zum Motor 2) auf.
Das 4/3-Wege-Ventil ist aufgebaut aus vier Zwei-Wege
Ventilen 11, 12, 13 und 14, von denen zwei mit der Pum
pe 6 in Verbindung stehen und deswegen als Pumpenventi
le 11, 12 bezeichnet werden und die beiden anderen mit
dem Tank 7 in Verbindung stehen und deswegen als Tank
ventile 13, 14 bezeichnet werden.
Das 4/3-Wege-Ventil ist nach Art einer Brückenschaltung
aufgebaut, bei der die Zwei-Wege-Ventile 11 bis 14 in
den Brückenzweigen angeordnet sind, während eine Diago
nale zwischen Pumpe 6 und Tank 7 liegt und die andere
Diagonale zwischen den Arbeitsanschlüssen A, B des Mo
tors 2. Dementsprechend werden die einzelnen Ventile
auch immer paarweise angesteuert, und zwar mit Hilfe
von Steuerventilen 15, 16, die als Magnetventile ausge
bildet und in einem Steuergehäuse 41 angeordnet sind.
Das Steuerventil 15 steuert die Betätigung der Ventile
11 und 14, während das Steuerventil 16 die Betätigung
der Ventile 12 und 13 steuert.
Der Aufbau der Ventile 11 bis 14 ergibt sich aus
Fig. 2.
In einem Ventilgehäuse 17, das mit dem Steuergehäuse 41
verbunden ist, ist für jedes Zwei-Wege-Ventil 11 bis 14
eine Buchse 18, 19 vorgesehen, die beispielsweise aus
Messing oder einem Werkstoff aus der Gruppe der hoch
festen thermoplastischen Kunststoffe auf der Basis von
Polyaryletherketonen, insbesondere Polyetheretherketo
nen, Polyamiden, Polyacetalen, Polyarylether, Polyethy
lenterephtalaten, Polyphenylensulfiden, Polysulfonen,
Polyethersulfonen, Polyetherimiden, Polyamidimid, Poly
acrylaten, Phenol-Harzen, wie Novolack-Harzen, oder
ähnliches gebildet ist, wobei als Füllstoffe Glas, Gra
phit, Polytetrafluorethylen oder Kohlenstoff, insbeson
dere in Faserform, verwendet werden können.
Ferner weist jedes Ventil 11 bis 14 ein Schließelement
20, 21 mit einem Lagerabschnitt aus rostfreiem Stahl
auf. Die Werkstoffpaarung zwischen Buchse 18, 19 und
Schließelement 20, 21 ist auf jeden Fall so gewählt,
daß die beiden Teile reibungsarm aneinander gleiten
können. Da das Ventil mit Wasser als Hydraulikflüssig
keit betrieben werden soll, ist eine weitere Vorausset
zung, daß die beiden Materialien korrosionsbeständig
sind. Jedes Schließelement ist von einer Feder 22, 23
mit einer Schließkraft beaufschlagt, die das Schließ
element 20, 21 in Richtung auf einen Ventilsitz 24, 25
drückt. Zur Verbesserung der Dichtigkeit ist das
Schließelement 20, 21 an dem dem Ventilsitz 24, 25 zu
gewandten Ende mit einem Einsatz 26, 27 aus Kunststoff
versehen. Während die Ventilsitze 24, 25 ebenfalls aus
rostfreiem Stahl gebildet sein können und deswegen eine
gewisse Härte aufweisen, ist der Kunststoff der Einsät
ze 26, 27 weicher, so daß sich der Ventilsitz in den
Einsatz eindrücken kann und damit zu einer guten Dich
tigkeit führt.
Die Einsätze 26, 27 unterscheiden sich nun zwischen den
Pumpenventilen 11, 12 und den Tankventilen 12, 14. Der
Einsatz 27 der Tankventile 13, 14 weist einen einfachen
Kanal 28 auf, der mit dem zugehörigen Arbeitsanschluß
A, B des Motors 2 in Verbindung steht. Da der Druck an
diesem Arbeitsanschluß A, B im Betrieb normalerweise
höher ist als am Tankanschluß T, wird dieser Anschluß
auch als Hochdruckanschluß bezeichnet, während der
Tankanschluß T als Niederdruckanschluß bezeichnet wird.
In gleicher Weise weisen die Pumpenventile 11, 12 einen
Hochdruckanschluß P auf, der mit der Pumpe 6 in Verbin
dung steht, und einen Niederdruckanschluß, der mit den
Arbeitsanschlüssen A, B des Motors 2 in Verbindung
steht.
Die Bezeichnung "Hochdruckanschluß" und "Niederdruck
anschluß" dienen hierbei lediglich zur Unterscheidung
der beiden Anschlüsse. Es können durchaus Situationen
auftreten, in denen der Druck am Niederdruckanschluß
größer ist als am Hochdruckanschluß.
In den Pumpenventilen 11, 12 weist der Einsatz 26 zwei
Kanäle 29, 30 auf, in denen jeweils ein Rückschlagven
til 31, 32 angeordnet ist. Beide Rückschlagventile öff
nen von den Anschlüssen weg, sperren also einen Rück
fluß von Flüssigkeit in den Hochdruck- oder Nieder
druckanschluß. Die Rückschlagventile 31, 32 sind je
weils durch eine federbelastete Kugel aus rostfreiem
Stahl gebildet, die sich in einen Ventilsitz in dem
Einsatz 26 preßt. Da der Einsatz 26, wie oben gesagt,
aus Kunststoff gebildet ist, kann sich die Kugel hier
bereits nach kurzer Zeit den Ventilsitz so ausformen,
daß die Rückschlagventile weitgehend dicht sind.
Beide Schließelemente 20, 21 weisen einen Drosselkanal
33, 34 auf, wobei der Drosselkanal 33 bei den Pumpen
ventilen 11, 12 zwischen den Rückschlagventilen 31, 32
und einem Druckraum 35 angeordnet ist, während der
Drosselkanal 34 bei den Tankventilen zwischen dem Kanal
28 und einem Druckraum 36 angeordnet ist.
In nicht dargestellter Weise sind auch in den Steuer
ventilen 15, 16 Drosseln zum Tank hin vorhanden, aller
dings mit einem größeren Widerstand als in den Schließ
elementen 20, 21, so daß sich der entsprechende Steuer
druck aufbauen kann.
In Reihe mit den Tankventilen 13, 14 ist ein weiteres
Rückschlagventil angeordnet, das vom Druckraum 36 weg
öffnet, das aus einer Kugel 37 aus rostfreiem Stahl
gebildet ist, die federbelastet in einen Kunststoffein
satz 38 gepreßt wird, der fest im Ventilgehäuse 17 ange
ordnet ist.
Die Federn der Rückschlagventile sollten schwächer sein
als die Federn 22, 23 der Schließelemente.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Tankventile 13, 14
und die Pumpenventile 11, 12 axial gegeneinander ver
setzt, so daß eine Leitungsführung ohne Schrägbohrungen
erleichtert wird.
Die Schließelemente 20, 21 sind ohne Dichtungen, also
dichtungsfrei, in den Buchsen 18, 19 geführt. Um diesen
Sachverhalt zu verdeutlichen, ist in Fig. 1 daher ein
Spalt s zwischen den durch die Buchsen 18, 19 gebilde
ten Führungen und den Schließelementen 20, 21 darge
stellt. In der schematischen Ansicht der Fig. 1 ist
dieser Spalt s übertrieben groß dargestellt. In Wirk
lichkeit ist er viel kleiner. Auf jeden Fall ist er
aber so groß, daß Wasser, das hier als Hydraulikflüs
sigkeit verwendet wird, an dem jeweiligen Schließele
ment 20, 21 vorbeifließen kann.
Da die Druckräume 35, 36, die zur Unterscheidung zwi
schen den beiden Pumpenventilen 11, 12 und den beiden
Tankventilen 13, 14 jeweils mit den Zusätzen a und b
versehen sind, jeweils paarweise miteinander verbunden
sind, könnte es vorkommen, daß bei der dichtungsfreien
Ausgestaltung der Ventile 11 bis 14 Flüssigkeit mit
Pumpendruck an den Schließelementen 20 der Pumpenventi
le 11, 12 vorbei in den Druckraum 35 gelangt und von
dort in den Druckraum 36 der Tankventile 13, 14. Da die
Schließelemente auch dort dichtungsfrei in den Buchsen
gelagert sind, könnte der Druck dann in den Hochdruck
anschluß gelangen, d. h. die Arbeitsanschlüsse A, B des
Motors 2 mit Druck beaufschlagen. Die Rückschlagventile
37a, 37b verhindern jedoch, daß sich der Druck aus dem
Druckraum 35 in die Druckräume 36 fortpflanzt. Dadurch
wird trotz der dichtungsfreien Führung der Schließele
mente ein dichtes 4/3-Wege-Ventil erreicht.
Das 4/3-Wege-Ventil 1 arbeitet folgendermaßen: Wasser,
das von der Pumpe 6 in den Pumpenanschluß P gefördert
wird, gelangt an den Schließelementen 20, 21 vorbei in
die Druckräume 35, 36, die über jeweils eine Steuer
druckleitung 40a, 40b paarweise miteinander verbunden
sind, und drückt damit die Schließelemente 20, 21 auf
die Ventilsitze 24, 25. Damit sind alle Zwei-Wege-Ven
tile 11, 12, 13, 14 geschlossen. Die Flüssigkeit kann
hierbei auf zwei Wegen in die Druckräume 35, 36 gelan
gen, und zwar zum einen durch den Spalt s, wobei die
durchtretende Menge hier nur relativ gering ist. Der
größere Teil der Flüssigkeit wird durch den Drosselka
nal 33, 34 treten. Wenn man nun den Motor 2 in eine
bestimmte Richtung bewegen will, beispielsweise die
Last 3 in der schematischen Darstellung der Fig. 1 an
heben will, muß man den Druck im Arbeitsanschluß B des
Motors 2 erhöhen. Hierzu wird das Steuerventil 16 ge
öffnet. Die Druckräume 35b, 36a werden nun druckentla
stet, weil der Ausgang der Steuerventile 15, 16 mit dem
Tank T in Verbindung steht. Durch den im Hochdruckan
schluß des Zwei-Wege-Ventils 12 anstehenden Pumpendruck
wird das Schließelement 20b vom Ventilsitz abgehoben
und Wasser mit dem Pumpendruck gelangt in den Arbeits
anschluß B. Natürlich ist hierbei Voraussetzung, daß
das Schließelement 20 eine Druckangriffsfläche auf
weist, auf die der Druck im Hochdruckanschluß wirken
kann.
Bei der Bewegung der Last 3 nach oben wird nun Wasser
in den Arbeitsanschluß A verdrängt, das zum Hochdruck
anschluß des Zwei-Wege-Ventils 13 gelangt und dort das
Schließelement 21a anhebt, so daß das verdrängte Wasser
zum Tank 7 zurückfließen kann. Die Druckabsenkung im
Druckraum 36a ist möglich, weil das Rückschlagventil
37a in Richtung auf das Steuerventil 16 öffnet.
Wenn nun die Ansteuerung des Motors beendet werden
soll, schließt das Steuerventil 16 wieder, wodurch sich
der Druck in den Druckräumen 35b und 36a erhöht. Bei
Motoren, die, wie im dargestellten Fall, an ihren Ar
beitsanschlüssen A, B unterschiedliche Drücke aufweisen
können, z. B. Differenzzylinder, kann es nun vorkommen,
daß das Zwei-Wege-Ventil 13 bereits schließt, während
das Zwei-Wege-Ventil 12 noch offen ist. Die Pumpenven
tile 11, 12 sind nämlich immer mit dem vollen Pumpen
druck beaufschlagt, während die Tankventile nur so weit
öffnen, um die vom Arbeitsmotor zurückfließende Flüs
sigkeit durchzulassen. Da der Druck am Arbeitsanschluß
A höher ist als am Arbeitsanschluß B könnte es nun vor
kommen, daß der Druck im Arbeitsanschluß A das Zwei-
Wege-Ventil 11 öffnet. Da aber in den Pumpenventilen
11, 12 die beiden Rückschlagventile 31, 32 angeordnet
sind, pflanzt sich immer der höhere der beiden Drücke
in den durch den Ventilsitz 24 getrennten Anschlüssen
in den Druckraum 35 fort, um dort die notwendige
Schließkraft zu erzeugen. Auch bei dem als Motor 2 dar
gestellten Differenzzylinder ist daher eine zuverlässi
ge Steuerung möglich, auch wenn als Hydraulikflüssig
keit Wasser verwendet wird, das keine schmierenden Ei
genschaften aufweist.
Die Rückschlagventile 32 haben darüber hinaus auch eine
gewisse sicherheitstechnische Bedeutung, und zwar in
einem Fall, in dem folgende Bedingungen vorliegen: Das
Ventil 1 ist in Neutralstellung, der Motor 2 steht un
ter Last, das Rückschlagventil 10 ist stark undicht und
die Pumpe 6 wird abgeschaltet oder ist defekt. In die
sem Fall würde die Flüssigkeit von dem unter Druck ste
henden Arbeitsanschluß direkt zum Pumpenanschluß ab
fließen. Die Last würde sehr schnell absinken. Wenn man
nun das Rückschlagventil 32 in diese Verbindung ein
baut, besteht zwar über den Spalt s immer noch eine
Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß und der Pumpen
anschluß. Der Flüssigkeitsstrom wird hier aber wesent
lich kleiner gehalten.
Claims (12)
1. Zwei-Wege-Sitzventil mit einem Ventilsitz, der zwi
schen einem ersten und einem zweiten Anschluß an
geordnet ist, und einem Schließelement, das mit dem
Ventilsitz zusammenwirkt, in einer Führung in Rich
tung auf den Ventilsitz bzw. von dem Ventilsitz weg
beweglich angeordnet ist und von einem auf der dem
Ventilsitz abgewandten Seite des Schließelementes
in einem Druckraum herrschenden Steuerdruck beauf
schlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schließelement (20, 21) dichtungsfrei in der Füh
rung (18, 19) geführt ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckraum (36) über ein vom Druckraum (36) weg
öffnendes Rückschlagventil (37) mit einer Steuer
druckleitung (40a, 40b) verbunden ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Schließelement (20, 21) einen Lagerab
schnitt und einen Dichtabschnitt (26, 27) aufweist,
wobei die Führung (18, 19) als Buchse ausgebildet
ist, die aus einem Material besteht, das mit dem
Material des Lagerabschnitts reibungsarm zusammen
wirkt.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Lagerabschnitt aus rostfreiem Stahl gebildet
ist und die Buchse (18, 19) aus einem weicheren
Metall, insbesondere Messing, oder einem Kunststoff
aus der Gruppe der hochfesten thermoplastischen
Kunststoffe auf der Basis von Polyaryletherketonen,
insbesondere Polyetheretherketonen, Polyamiden,
Polyacetalen, Polyarylether, Polyethylenterephta
laten, Polyphenylensulfiden, Polysulfonen, Polyet
hersulfonen, Polyetherimiden, Polyamidimid, Poly
acrylaten, Phenol-Harzen, wie Novolack-Harzen, oder
ähnliches besteht, wobei als Füllstoffe Glas, Gra
phit, Polytetrafluorethylen oder Kohlenstoff, ins
besondere in Faserform, verwendet werden können.
5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Dichtabschnitt (26, 27) aus einem
Kunststoff gebildet ist, und der Ventilsitz (24,
25) aus einem Metall besteht.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der einer der beiden Anschlüsse
mit dem Druckraum (35, 36) über einen Drosselkanal
(33, 34) verbunden ist, der insbesondere das
Schließelement (20, 21) durchsetzt.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselkanal (33, 34) den Anschluß mit der hö
heren Druckbelastung mit dem Druckraum (35, 36)
verbindet.
8. Ventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß in dem Drosselkanal (33) ein zum Druckraum
(35) hin öffnendes Rückschlagventil (31, 32) ange
ordnet ist.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Anschlüsse mit dem Druck
raum (35) verbunden sind, wobei in jeder Verbin
dungsleitung ein in Richtung zum Druckraum (35) hin
öffnendes Rückschlagventil (31, 32) angeordnet ist.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Druckraum (35) und den beiden Rück
schlagventilen (31, 32) eine beiden Rückschlagven
tilen (31, 32) gemeinsame Drossel angeordnet ist.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß einer der beiden Anschlüsse als
Niederdruckanschluß und der andere Anschluß als
Hochdruckanschluß ausgebildet ist, wobei der Flüs
sigkeitsdruck aus dem Niederdruckanschluß stirnsei
tig auf das Schließelement (20, 21) und der Flüs
sigkeitsdruck aus dem Hochdruckanschluß im wesent
lichen auf den Umfang des Schließelements wirkt.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eines der Rück
schlagventile (31, 32, 37) eine mit einem Ventil
sitz aus Kunststoff zusammenwirkende Kugel aus
rostfreiem Stahl aufweist.
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