DE1953601B2 - Ventil fuer anlagen der hochdruck-oelhydraulik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich aui Ventile für Anlagen der Hochdruck-Ölhydraulik mit mindestens einer als Ventilverschlußstück dienenden, einen Ventilschaft tragenden Kugel.

An derartige Ventik werden insbesondere bei schnell arbeitenden, hochwertigen Steuerungs&nlagen aller Art hohe Anforderungen gestellt. Die Ventile sollen möglichst geringt; Leckverluste haben sowie schnell, zuverlässig und ,geräuscharm arbeiten.

Solche Ventile weisen bisher als bewegliches Ventilelement in der Regel einen Vei^ükegel auf, an dem ein der Dämpfung bzw. Führung dienender Ventilschaft od. dgl. angeordnet ist. Da ein solcher Ventilkegel nur in genau koaxialer Zuordnung an der entsprechend kegelig ausgebildeten Fläche des zugehörigen Ventilsitzes exakt dichtend anliegt, treten bei jeder geringsten Abweichung von dieser koaxialen Lage in der Schließstellung Undichtigkt.ten auf. Beim Schließen des Ventils muß sich der Ventilkegel daher immer in diese exakt koaxiale Lage einpendeln können. Eine eventuelle Führung des Ventilschaftes muß also mit entsprechendem Spiel erfolgen, da derar* exakte Führungen, die die genaue koaxiale Zuordnung zwischen dem Ventilkegel und dem Ventilsitz gewährleisten, kaum herstellbar sind. In der Schlbßlage beibehaltene Sch rag versetzungeil des Ventilkegels gegenüber dem Ventilsitz, beispielsweise durch unkorrekte Führung und/oder unsymmetrischen Angriff eines Federelementes, führen zu entsprechenden Leckverlusten und machen das Ventil für hohe Anforderungen unbrauchbar, Diese Gefahr besteht besonders auch dann, wenn der Ventilschaft zugleich als Betätigungskolben ausgebildet ist.

Eine Kugel als Ventilelement hat gegenüber dem Ventilkegel neben geringerem Strömungswiderstand und besserer Anpassungsfähigkeit an verschiedene Ventilsitzdurchmesser den besonderen Vorteil, daß die geometrisch exakte Kugel in jeder räumlichen Versetzlage einwandfrei dichtend an de;" entsprechend kugelig ausgebildeten Fläche des zugehörigen Ventilsitzes anliegt. Ventile mit solchen in sich abgeschlossenen Kugeln haben jedoch gegenüber Ventilen mit Ventilkegeln und an diesen angebrachten Ventilschäftcii den schwerwiegenden Nachteil, daß

sie bei Druckbeaufschlagung innerhalb des Venaisitzes tänzelnd hin- und hertaumeln. Versuche, dieses Tänzeln der Kugel mit Hilfe von Federn und/oder auf die Kugel einwirkenden Stößeln zu verhindern, führten zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis, da die Kugel und die an ihr angreifenden Dämpfungselemente, wie Stößel, Schieber od. dgl., in sich keine feste Einheit bilden, wodurch insoweit Eigenfrequenzen vorhanden sind, die die Taumelfrequenz der Kugel überlagern und sogar unterstützen können. Dies gilt beispielsweise auch für das als Steuereinrichtung dienende Ventil gemäß der deutschen Auslegeschrift 1202082. Dort sind zwei Kugeln als Ventilverschlußstücke vorgesehen, die mittels einer Feder auseinander und gegen Anschläge auf dem abgesetzten Teil einer durchgehenden Stange gedruckt sind.

Man findet daher heute bei hochwertigen Ventilen im allgemeinen nur mit Veniilschäften versehene Ventilkegel bzw. bei Mehrwegeventi.en Kolben, obwohl diese Elemente als Drehteile teuer sind und die Vcntilelemente und zugehörigen Ventilsitze zueinander passend eingeschliffen werden müssen.

Es sind weiterhin Ventile für Niederdruck-Anlagen bekannt (USA.-Patentschriften 1 857 363 und 2 699 179), bei welchen als Ventilverschlußstück eine Kugel dient, die einen Schaft aufweist, der in einer Durchgangs- oder Sackbohrung befestigt ist. Bei diesen Niederdruck-Ventilen hat die Verwendung von kugelförmigen Verschlußkörpern den Zweck, die Lebensdauer Άτι Vergleich beispielsweise zu Dichtscheiben zu erhöhen. Dabei besteht die Kugel grundsätzlich aus einem weichen Material, z. B. Gummi, Kunststoff oder einem Buntmetall, so daß eine gewisse Verformung der Kugel und ihre Anpassung an den Sitz möglich ist, um so während des Betriebes durch Fremdkörper verursachte Undichtheiten auszugleichen. Ein Einsatz dieser bekannten, weichen Ventilverschlußstücke kommt füi Hochdruck-Anlagen mit bis zu lOOfachem Druck wegen der starken mechanischen Beanspruchung der Verschlußstücke in di?sen Anlagen, die zu einem sofortigen Abscheren des Materials führen würde, nicht in Frage. Dies ist vermutlich auch der Grund, weshalb bisher noch niemand auf die Idee kam, die von Niederdruck-Anlagen bekannten, kugelförmigen und mit einem Schaft versehenen Ventilverschlußstückc auch bei Ventilen der Hochdruck-Hydraulik einzusetzen, zumal offensichtlich die bekannten Niederdruck-Verschlußstücke ungeeignet sind.

Ein weiterer Grund, der bisher unter Umständer, den Einsatz von mit einem Schaft versehenen, kugelförmigen Ventilverschlußstücken in der Hochdruck-Hydraulik vernindert hat, liegt vermutlich darin, daß — wie bereits erwähnt — für Hochdruck-Ventile sehr harte Kugeln verwendet werden müssen, bei denen die Anbringung einer Bohrung oder die Anarbeitung eines Schaftes, was ja im Drehverfahren erfolgen müßte, erhebliche Schwierigkeiten bereitet, während es bei den weichen Kugeln für Niederdruck-Ventile ohne weiteres möglich ist, eine Bohrung vorzusehen oder d.:·, gesamte Ventilelement einschließlich Schaft in einem Drehgang zu erzeugen. Hierbei ist auch noch zu berücksichtigen, daß ja bei den weichen VentilversLiiiußelementen keine allzu hohe Genauigkeit gefordert wird, da sich die Kugeln ohne weiteres während des Betriebes an den im allgemeinen härteren Sitz anpassen werden.

Vermutlich wegen der oben geschilderten Schwierigkeiten und der Befürchtung, daß bei Anbringung einer Bohrung in einer entsprechend harten Kugel zwangläufig deren Oberfläche beschädigt werden müsse, somit die Dichtwirkung des Ventilverschluß-

Stückes leidet, hat daher bisher noch niemand versucht, auch für Hochdruck-Ventile entsprechend dem bei Niederdruck-Ventilen bereits seit vielen Jahrzehnten bekannten Vorgehen als Ventilverschlußstück eine mit einer Bohrung versehene Kugel

ίο zu verwenden, bei der in der Bohrung ein Ventilschaft befestigt ist. Es wurde vielmehr, wie oben erwähnt, in äußerst komplizierter Weise versucht, trotz Verwendung eines kugelförmigen Ventilverschlußstückes auf einen Schaft an der Kugel verzichten zu

is können.

Ziel der Erfindung ist es nun, ein Ventil für Anlagen der Hociidruck-Ölhydraulik zu schaffen, welches als Ventilverschlußstück tnie mit einem Schaft versehene Kugel aufweist, wobei sidi ein derartiges Ventil

2ü einfach herstellen lassen und trotzdem einwandfreie Dichtheit gewährleistet sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung nun vorgeschlagen, ein Ventil der eingangs erwähnten Art, wie es an sich nur von Niederdruck-Anlagen bekannt ist, derart auszubilden, daß die Kugel nach den bekannten Ve-fahren der Kugellagerindustrie aus hartem Material hergestellt und mit einer annähernd zentrischen Durchgangsbohrung versehen ist, welche ein verjüngter Abschnitt des Ventilschaftes durchsetzt, der die Kugel mit einem Ende überragt, welches Befestigungselemente für den Ventilschaft trägt, und daß die Kugel an den Enden der Bohrung in einer Ebene senkrecht zur Bohrungsachse abgeflacht ist, wobei der Ventilschaft an der Abflachung der Bohrung mit einer von dem verjüngten Abschnin gebildeten Schulter anliegt.

Mit der Erfindung wird also erstmals der Vorschlag gemacht, auch bei Hochdruck-Ölhydraulik-Anlap^n als Ventilverschlußstück eine durchbohrte Kugel zu verwenden, wobei von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, daß die Kugellagerindustrie — allerdings bereits seit etwa 25 Jahren — in der Lage ist, serienmäßig und zu annehmbaren Preisen Kugeln mit einwandfreier Oberfläche und einer etwa zentrisehen Bohrung herzustellen. Mit der Erfindung wird dabei offensichtlich einem seit Jahrzehnten bestehenden Bedürfnis entsprochen, welches dahin geht, die Hochdruck-Ventile mit einer Kugel als Ventilverschlußstück dahingehend zu verbessern, daß die auf-

wendigen Führungen, Federungen u. dgl. für die Kugel entfallen können. Bei denk erfindungsgemäßen Ventil dient der Ventilschaft der Dämpfung und Führung des beweglichen Ventilverschlußstückes, wodurch zuverlässig ein Tänzeln der Kugel vermieden wird. Es ergibt sich hierbei der besondere Vorteil, daß der Ventilschaft in Schließstellung nicht un bedingt koaxial zum Ventilsitz ausgerichtet sein muß wie dies bei Ventilen mit einem Kegel als Ventilver chlußstück der Fall ist. Die Kugel liegt auch dam dichtend an der entsprechend kugelig ausgebildetei Fläche des Ventilsitzes an, wenn der Schaft schräg z\ der Ebene des Ventilsitzes versetzt ist. Verstand licherweise läßt sich ein Ventil nach der Erfindun: sehr preisgünstig herstellen, da die nach den Massen Fertigungsverfahren der Kugellagerindustrie herge stellten, bei dem Ventil nach der Erfindung verwen deten Kugeln sehr preisgünstig erhältlich sind. Di Vemilschäfte sind einfache Drehteile. Auf kompli

_ziene Federung, und Führungseinrichtungen kann

S?£Ä des Schaftes an der Ku^rfolgt ₅2Α3ΪβΪ

in einfacher Weise dadurch, daß das übruhende K£ JJSJB _erg._{bt Durch die y}

^Abhn^^eS^^e\ZⁿiX dlih d hbei

in einfacher Weise dadurc, u £ JJJ _{ergbt Durch die y}

Ende des verjüngten _t ^Abj^chn^^eS _B^_f ^e _e\Z_u ⁿ _ngiXnd dung unterschiedlicher Umfangszoncn wird hierbei

ein Gewinde aufweist das im Befe W™ _crref_{cht daß eventuell} beim Eindrücken der kugel in

eine Mutter tragt, mit deren ^{Hllfe die} ™f '^. _{den sitz an} dieser entstehende Beschädigungen die

die Schulter des Venülschaftee verspannt «J. Zj£* «^ _h . _{des Ventils nicht} beeinträchtigen köi.nen.

mäßig kann der innerha b ^d«. ^™^^ ?5 io Es is. zwar bereits bekannt (Abstract ο Applica-

verjüngte Schaftabschnitt zumindest über emen ι en Ventilsitz dadurch zu bilden, daß

seiner Länge spielfrei in die ^Boh™ⁿg ^S'" ^S _da ⁿ _ß ";_η6 kugel aus härterem Werkstoff in einen weiche-

Es ist nach der Erfindung J^^^V^Sü. Z Sitz Eingedrückt wird. Bei dem bekanntenVer-

an dem der Kugel .abgewandten Ende des Ventu wird jedoch eine besondere Kugel zum Druk-

schaftes eine der Fuhrung ™^η?^™6£* _{15 ken} des Ventilsitzes verwendet, die sich von der spa-

aus Kugel und Ventilschaft bestehenden bevjghchen x₅ K _Venti,_verschi_uß_slück bildenden Kugel unter-

Ventilteiles dienende VifM*™**^™^ _{Dies hat den Nachteil> daß etwaige} ToIe-

Hierbei ragt bevorzugt der Venti gf ^.^ _{ranzen in den} Kugel-Abmessungen nicht ausgeglichen

Verbreiterung in einen an den Ventilsitz anscnneisen ^^ ^ ^^ Umständen das Ventil ment dicht

^deUm^aäⁿbeⁿi' seitlicher Verset^I ^des ^ ²° ^Nachfolgend wird die Erfindung an Hand mehre-

schaftes während der BewegugS^SSÄ der rer in ^Zeichnung dargestellter Ausführungsbe,-

stückes die Führungs- und dämpfung*wirkung α ^^ ^^ ^

Verbreiterung zu erhalten kann diese in i-omι einer f Teillängsschnitt durch ein erstes Ausweiteren, an dem Ventilschaft befestigten Kugel aus _{ü^j; ^^ _dncs erfindungsgemäßen Ventils, gebildet sein. , , . „ ·„„ F i g. 2 Teillängsschnitt und Querschnitt durch ein Es liegt weiter im Rahmen der Erdung, da^eine g _{ederbela ^B _stetes Ventil gemäß der Erfindung, rzugsweise seitlich P»^e/^';»_h^fS Fig.3 Teiüäng^chnitt und Querschnitt durch ein er dem Ventilschaft angreift. ^^rd«^c^SJ^!™ it fderbelastetes Ventil gemäß der Erfindung

vorzugsweise seitlich P»/^;_h^fS Fig.3 Teiüäng^chnitt und Querschnitt durch ein

oder dem Ventilschaft angreift. ^^rd«^c^S_cJ^!™ weiteres, federbelastetes Ventil gemäß der Erfindung beispielsweise ein R^u?^ta=^hla^^ntll _H^Sn^r"^1CS; ₃₀ F i g. 4 Teillängsschnitt durch ein 3/2-Wege-Ventil Um den Arbeitsdruck des Ventils verandern zu kon 3 g _Erfincf_{ung und}

kn die Feder als Schraubenfeder ausgebridet g _Läht_tt d

^_H^SnS

Um den Arbeitsdruck des Ventils verandern zu ko g _Erfincf_{ung und}

nen, kann die Feder als Schraubenfeder ausgebridet g _Längsschnt_tt durch ein einstellbares Drucksein, deren der Kugel abgewandtes Ende ^ HUfe j; _ve ^b _{ntil äß der Erfindung}. einer Einstelleinrichtung bezüglich seines Abstanaes ^_nsbeso*_{dcre die} Ausführungsbeispiele nach den zum Ventilsitz stufenlos verstellbar ist ... ₃₅ Fig. 1 bis 4 zeigen hydraulische Ventilanordnungen, FJn Mehrwege-Ventil laßt s.ch nach der Erfndung 35 g ^ ^_{n baute St}e_uerUngsanlagen

dadurch erzeugen, daß an einem Ventilschait :wei _{hen sind Bei solchen Anlagen} werden viel- oder mehrere Kugeln fest angeordnet sind die as ^b ^ ^ ^ _{Aufnahme der beweglichen} Ventil-Venülverschlußstücke an der Innenwandung oes _c,_{emente und die} Strömungsverbindungen notwendi-Kugeln umschließenden und die ^Ven^^ans^ ¹^⁵ _n Hohlräume in einen Werkstoffblock eingebohrt aufweisenden Ventilgehauses dichtend verschiebbar b^ _{dnge[rast Mehrcre solcher} Blöcke bilden zusind, «.uwi-rten Ferti- sammengebaut eine kompakte hydraulische Steue-Um die sich aus der besonders P«^IS*^^e™ "Sie rungsanlage. Auf Grund der raumsparenden Baugung der Ventilverschlußstucke erbenden Vorteile ^ .^ 5^ ^^ _{notwendig oder günstigj die} nicht durch ein besonders aufwendiges Hcrstei ungs ^ beiderseits des Ventilsitzes gegenc-iander verfahren für den Ventilsitz wieder ™^mf ¹^f" ^mT _versetzt anzuordnen. Ein solches Beispiel zeigt chen und gleichzeitig eine besonders ..^e Dichtheit ^

zu gewährleisten, wird erfindungsgemaß em venan ^ ^^ _{Werkstoffblock} χ _{ist e}in breiter, oberhalb

ren zur Herstellung des Ventilsitzes fur die κugei ^ Ventilsitzes 2 gelegener zylindrische Raum 3

vorgeschlagen, bei welchem der zur B»dung aes, _M .während der unterhalb des Ventilsitzes 2

Ventilsitzes dienende Werkstoff um die Venülott 5 _vor|_{esehene; engere zylindrische Raum}4 bezüglich

nung herum geringer ausgehärtet wird als öeiur α ^ Symmetrieachse gegen den Raum 3 versetzt

Ventilsitz passende Kugel und diese Kugel in an »cn _{dnet ist Unter voller} Ausnutzung der vorgese-

bekannter Weise in den Werkstoff um dieJenti Ott *^ _Hohlrä_{ume rau}ß der Ventilschaft 5 bezüglich

nung herum eingepreßt ^rd. Vorzugsweise wug _Svmmetrieachsen der Räume 3 und 4 schräg an-

hierbei so vorgegangen, daß die Kugel mit einer um 55 ^ _{werden Unter diesen} Voraussetzungen

fangszone. die sich von dem wahrend ^d« Betriebes S Ventilsitz für einen Ventilkegel praktisch

am Ventilsitz zur Anlage konimefer«O^rflachen- ^^^

bereich der Kugel unterscheidet, in den_ den venui _dem y_{CQÜM[z 2} zusammenwirkende Kusitz aufnehmenden Werkstoff e.ngepreß t^ . _{eine durchge}hende Bohrung? auf, durch Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens g _ausgebUdetes Ende 8 des Vengenügen einige Rockwell-Grade Untersdned in der α hindurchgeführt ist. Der Großteil dieses Härte von Ventilsitz und Kugel, so daß,bei Verwen _{Schaftteiles 8 weis}t einen Durchmesser auf, der nur dung von Kugeln mit einer in der KugeUagenndusme >cn ^ ^ _{Durchmesscr dei Kugel}

üblichen Härle der Ventilsitz nochgenugmclharUst ^J₁J₇ f_{o daß} die Kugelö annähernd spielfm

_um eine hervorragende Verschleißfestigkeit des erfm 6₅ Don g , ^ ^ ^ ^^^

dungsgemäßen Ventils zu ^«^,5 j£ Versetzungen gesichert festgelegt ist. Der

iffii^A^^A Schaftteil« weist an seinem die BohrungT durchra-

genden Ende ein Gewinde 9 auf. das eine Mutter 10 trägt, zwischen der und der Kugel 6, die an den Bohrungsmündungen Abflachungen 11 aufweist, eine Un?. legscheibe 12 angeordnet ist. Durch Anziehen der Mutter 10 wird die Kugel 6 gegen den eine Schulter 13 bildenden, verdickten Teil 14 des Schaftes 5

angedrückt.

An dem der Kugel abgewandten Ende des Ventilschaftes 5 ist eine weitere Verjüngung 15 ausgebildet, auf die eine zweite mit einer durchgehenden Bohrung

16 versehene Kugel 17 aufgeschoben ist. Die Kugel

17 wird mit Hilfe einer Mutter 18, die auf dem die Bohrung 16 durchragenden Gewindeende 19 des verjüngten Schaftteiles 15 aufgeschraubt ist, in gleicher Weise wie bei der Kugel 6 über eine Unterlegscheibe 20 und Abflachungen 21 an den Bohrungsmündungen der Kugel 17 gegen eine Schulter 22 des verdickten Schaftteiles 14 verspannt.

Die Kugel 17 liegt als Führungselement an der zylindrischen Innenfläche des Raumes 4 an und bewirkt damit eine sichere Führung des beweglichen Vcntilteiles 5,6,17, wobei der Ventilschaft 5 in einem bestimmten räumlichen Winkelbereich seine Schräglage während einer Verschiebung des beweglichen Vcntilteiles bei dessen Betätigung ungehindert verändern kann. Da die Kugel 17 durch ihre Anlage an. der zylindrischen Innenwandung des Raumes4 eine Dichtwirkung aufweist — die je nach Führung der Bohrungen innerhalb des Werkstoffblockes 1 als solche ausgenutzt werden kann — ist der eine Strömungsanschluß des Ventils in Form der Bohrungen 23 zwischen dem Ventilsitz 2 und der Verschiebestrecke der Kugel 17 vorgesehen, während der andere Störmungsanschluß des Ventils als im Bereich oberhalb der Kugel 6 in den Raum 3 mündend zu

denken ist.

Die Ausbildung des Ventilsitzes 2 wird in einfacher Weise dadurch gewonnen, daß die Kugel 6 mit in den Raum 4 hineinragender Mutter 10 unter statischer Belastung gegen die Werkstoffkante zwischen den Räumen 3 und 4 gepreßt wird, wobei durch Abstandshalter dafür Sorge getragen ist, daß die Kugel 6 während des Einpreßvorganges etwa die in Fig. gezeigte, von der zylindrischen Innenwandung des Raumes 3 beabstandcte Lage einnimmt. Durch dieses Einpressen der Kugel 6 ergibt sich die in F i g. 1 dargestellte unsymmetrische Ausbildung des Ventilsitzes 2.

Es ist ohne weiteres denkbar, daß die Symmetrieachsen der zylindrischen Räume 3 und 4 nicht — wie in F i e, ] dargestellt — gegeneinander parallel versetzt verlaufen, sondern daß die Räume 3 und 4 derart schräg zueinander angeordnet sind, daß sich ihre Symmetrieachsen unter einem spitzen Winkel kreuzen.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den Wcrkstoffblock 1 die beiden der Aufnahme des beweglichen Vcntilteiles dienenden zylindrischen Räume 3 und 4 in koaxialer Zuordnung zueinander vorgesehen. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 kann die in der bereits geschilderten Weise an der Verjüngung 8 cines bei

-- .·. .ι._.r..._ i.i !,„OctJote Kuüel 6 und in diesem Fall der eine der nicht dargestellten Ventilanschlüsse in den Raum 4 unterhalb der Verbreiterung 25 einmündet, ist diese an ihrem Umfang mit axialen Durchlaßöffnungen 26 versehen, die den Durchtritt des bei geöffnetem Ventil strömenden Mediums gestatten. Die entsprechend der Pfeile in der Längsschnittdarstellung erhaltene Querschnittsdarstellung in Fig.2 zeigt, daß in diesem Falle vier Durchlaßöffnungen 26 über den Umfang der Vcr-'creiterung25 verteilt sind.

In die der Kugel 6 abgewandten Stirnseite der Verbreiterung 25 ist eine Ausnehmung 27 eingebracht, die das eine Ende eines andeutungsweise als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes 28 aufnimmt. Durch eine gegen seitliche Bewegungen gesicherte Anlage des Federelementes 28 an den Seilenwänden der Ausnehmung 27 kann eine der Dämpfung dienende versteifte Abstützung des beweglichen Ventilteiles erreicht werden. Mit dieser Anordnung kann beispielsweise das Ventil bei einem bestimmten Schwellwert eines in dem Raum 3 abklingenden Druckes geöffnet werden. Es ist jedoch auch möglich, an den beweglichen Ventilteil eine Betätigungseinrichtung angreifen zu lassen, mit deren Hilfe das Ventil unabhängig von den herrschenden Druckverhältnissen gezielt steuerbar ist. Diese Betätigungseinrichtungen, die auch bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 und "Ί vorgesehen sein können, sind in bekannter Weise von Hand oder mit Hilfe anderer, druckabhängiger Elemente steuerbar.

F i g. 3 zeigt schematisch einen teilweisen Längsschnitt und einen nach den Pfeilen in der Längsschnittdarstellung geführten Querschnitt einer als federbelastetes Druckbegrenzungsventil ver.vendbaren Ausführungsform nach der Erfindung. Hier ist eine als Ventilelemcnt mit dem Ventilsitz- zusammenwirkende Kugel 29 vorgesehen, die von der Verjüngung 8 eines bei 14 verdickt ausgeführten Ventilschaftes 30 in bereits besprochener Weise durchgrif-40 fen ist. Die Kugel 29 weist an ihrer dem Ventilsitz 2 abgewandten Seite eine breitere Abflachung 31 auf. an der eine Unterlegscheibe 32 anliegt, die über dem Umfang der die Kugel 29 an dem Ventilschaft 30 verspannenden Mutter 10 hinausragt. Auf der der Ku-45 gel 29 abgewandten Randzone der Unterlegscheibe 32 ruht das eine Ende eines Schraubenfedcrelementcs 33, das die Kugel 29 in den Ventilsitz2 drückt. An dem der Kugel 29 abgewandten Ende des Ventilschaftes 30 ist eine zylindrische Verbreiterung 34 50 ausgebildet, die in den Raum 4 unterhalb des Ventilsitzes 2 hineinragt, an dessen Tnnenwandung jedoch nicht dichtend anliegt. Durch den verbleibenden Spalt zwischen der Verbreiterung 34 und der Innenwandung des Raumes 4 kann das Druckmedium hin-55 durchtreten. Der Ventilschaft 30 mit der Verbreiterung 34 wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel mehr als Dämpfungsglied für die Kugelbewegungen denn als Führung. Wiewohl bei den bisher besprochenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen die Verbreite-60 rung immer in den engeren Raum 4 unterhalb des Ventilsitzes hineinragt, so ist es doch durchaus möglich, das der Kugel abgewandte Ende des Ventilschaftes, vorzugsweise mit einer der Fühpir.g dienenden Verbreiterung in den breiteren Raur.3 oberhalb 65 des Ventilsitzes 2 hineinragen zu lassen.

Die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform cines erfindungsgemäßen Ventils zeigt am Beispiel eines einfachen 3/2-Wege-Ventils die erfindungsgemäße

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Verwendung durchbohrter Kugeln als preisgünstige Ventilelemente auch bei Mchr-Wege-Ventilen. In diesem Ausführungsbeispiel sind an einem bis auf einen Betätigmgsforlsatz 35 symmetrisch ausgebildeten Ventilschaft 36 im Abstand voneinander zwei Kugeln 6 angeordnet, deren durchgehende Bohrungen 7 in der bereits beschriebenen Weise von Verjüngungen 8 des Ventilschaftes durchdrungen werden und mit Hilfe von Muttern 10 gegen die Verdickung 14 des Ventilschaftes verspannt sind. Die Kugeln 6 sind dichtend an der Innenwandung einer zylindrischen Verschiebebohrung 37 geführt. Je nach der mit Hilfe des Betätigungsfortsatzes 35 eingestellten Verschiebestellung des auf den Kugeln 6 und dem Ventilschaft 36 gebildeten beweglichen Ventilteiles ist in bekannter Weise einmal ein Ventilanschluß 38 und zum anderen ein Ventilanschluß 39 mit einem dazwischen angeordneten Ventilanschluß 40 verbunden. Selbstverständlich lassen sich nach diesem Grundprinzip auch weitere, kompliziertere Mehr-Wege-Ventile aufbauen.

F i g. 5 zeigt ein praktisches und in sich geschlossen ausgebildetes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Druckbegrenzungsventils, dessen Öffnungsschwellwert einstellbar ist. In einem Gehäuse 41, das auf der einen Stirnseite von einem den Ventilsitz 2, den Raum 3 und den einen Ver.ülanschluß aufnehmenden Abschlußteii 42 und aüi der anderen Stirnseite von einem Pauteil 43 begrenzt ist, befinden sich die mit dem Ventilsitz 2 zusammenwirkende, durchbohrte Kugel 6 und eine Schraubenfeder 33, die die Kugel 6 unter einstellbarer Vorspannung auf den Ventilsitz 2 drückt. Die Kugel 6 ist in der bereits dargelegten Weise an einem Ventilschaft 44 befestigt, der mit seinem der Kugel 6 abgewandten, eine zylindrische Verbreiterung 45 tragenden Ende in den unterhalb des Ventilsitzes 2 in dem Abschlußleil 42 vorgesehenen Raum 4 hineinragt. Die Verbreiterung 45 ist an der zylindrischen Innenwandung des Raumes 4 leicht gleitend geführt, weshalb zur Gewährleistung eines genügend großen Strömungsquerschnittes der eine Ventilanschluß in Form von Bohrungen 23 zwischen dem Ventilsitz 2 und der Verschiebestrecke der zylindrischen Verbreiterung 45 in den Raum 4 mündet. Der zweite Ventilanschluß für den Durchtritt des zu steuernden Strö-■.nungsmediums ist in 1-orm von Bohrungen 46 oberhalb der Kugel 6 in den von dem Gehäuse 1 umschlossenen Raum 3 eingeführt.

Zwischen der die Kug;l 6 und den Ventilschaft 44 verspannenden Mutter 10 und der Abfla:hung 11 der Kugel 6 ist eine Unterlegscheibe 32 angeordnet, auf deren der Kugel 6 abgewandte, den Umfang der

ίο Mutter 10 überragende Randzone das untere Ende der Schraubenfeder 33 abgestützt ist, wobei der Umfang der Mutter 10 in vorteilhafter Weise als Halterung gegen seitliche Versetzunsen der Schraubenfeder dient. Das obere Ende der Schraubenfeder 33 liegt an einem verschiebbaren Kolben 47. Der Kolben 47 ist über ein Kugelgelenk 48 mit Hilfe eines Gewindestiftes 49, der mit einem Drehgriff 50 verbunden ist, in Richtung der Federkraft der Schraubenfeder 33 verschiebbar, wodurch deren Vorspann-

kraft wahlweise einstellbar ist. Das Kugelgelenk 48 gewährleistet eine feinfühlige Verschiebung des Kolbens, der mit Hilfe einer Dichtung 51 an der Innenwandung des Gehäuses dichtend anliegt. Die über dem Bauteil 43 angeordnete Mutter 52 kann als Gewindeführung für den Gewindestift 49 oder als Kontermutter ausgebildet sein, insoweit der Gewindestift in dem Bauteil 43 verschraubbar ist.

Ein besonderer Beitrag zur Hersteüurigsverbiüigung eines solchen Ventils ist darin zu sehen, daß die Verbindung zwischen dem Gehäuse 41 und dem Bauteil 43 bzw. dem AbscMußteil 42 einfach dadurch erreicht wird, daß die stirnseitigen Ränder 53 des Gehäuses 41 aus der gestrichelt gezeichneten Ausgangslage heraus gegen die Außenflächen der stirnseitigen Teile 42 und 43 umgebördelt werden. Das Bauteil 43 und das Abschlußtc^:l 42 stützen sich dabei mit ihren Innenseiten an Abstufungen auf der Innenseite des Gehäuses 41 ab.

Das Ventil ist andeutungsweise an einer Wandung

54 festgelegt; die dargestellten Dichtungen 55 und 56 an der Außenseite des Gehäuses bzw. der des Abschlußteiles 42 versinnbildlichen die druckdichte Trennung der beiden Ventilanschlüsse in Form dei Bohrungen 23 und 46.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1 953 6Ql Patentansprüche:

1. Ventil für Anlagen der Hochdruck-Ölhydraulik mit mindestens einer als Ventilverschlußsiuck dienenden, einen Ventilschaft tragen- den Kugel, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (6, 29) nach den bekannten Verfahren der Kugellagerindustrie aus hartem Material hergestellt und mit einer annähernd z^ntrischen Durchgangsbohrung (7) versehen ist, welche ein verjüngter Abschnitt (3, 15) des Ventilschaftes (5, 24, 30, 36, 44) durchsetzt, der die Kugel mit einem Ende überragt, welches Befestigungselemente (9, 10; 18, 19) für den Ventilschaft trägt, und daß die Kugel (6, 29) an den Enden der Bohrung (7) in einer Ebene senkrecht zur Bohrungsachse abgeflacht ist, wobei der Ventilschaft (5, 24, 30, 36, 44) an der Abflachung (11) der Bohrung mit einer von dem verjüngten Abschnitt (8, IS) gebildeten Schulter (13) anliegt.

2. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das überstehende Ende des verjüngten Abschnittes (8) des Ventilschaftes (5, 24, 30, 36, 44) ein Gewinde (9, 19) aufweist, das im Befestigungszustand eine Mutter (10, 18) trägt, mit deren Hilfe die Kugel gegen die Schulter (13) des Ventilschaf·i* verspannt ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb der Bohrung (7) befindliche, verjüngte Schaitabsrhnitt (8) zumindest über einen Teil seiner Länge spielfrei in die Bohrung eingepaßt ist.

4. Ventil nach einem der verhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Kugel (6, 29) abgewandten Ende des Ventilschaftes (5, 24, 30, 36, 44) eine der Führung und/ oder Dämpfung des aus Kugel und Ventilschaft bestehenden beweglichen Ventilteiles dienende Verbreiterung (17, 25, 34, 45) angeordnet ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (5, 24, 30, 36, 44) mit seiner Verbreiterung (17, 25, 34, 45) in einen an den Ventilsitz anschließenden Raum (4) hineinragt.

Ci. Ventil nach einem der vorhergehenden Anspiüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Ventilschaftes (5) zumindest im Schließzustand des Ventils schräg zu aer Ebene des Ventilsitzes (2) verläuft.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterung in Form einer weiteren, an dem Ventilschaft (5) befestigten Kugel (17) ausgebildet ist.

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, oadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise seitlich geführte Feder (28) an der Kugel (6, 29) oder dem Ventilschaft (24) angreift.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Schraubenfeder (33) ausgebildet ist, deren der Kugel (6) abgewandtes Ende mit Hilfe einer Einstelleinrichtung (43, 47 bis 50) bezüglich eines Abstandes zum Ventilsitz (2) stufenlos verstellbar ist.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Mehrwege-Ventils an einem Ventilschaft (36) zwei oder mehrere Kugeln (6) fest angeordnet sind, die als Ventilvcrschlußstückc an der Innenwandung (37) des die Kugeln umschließenden und die Ventilanschlüsse (38, 39, 40) aufweisenden Ventilgehäuses dichtend verschiebbar sind.

11. Verfahren zur Herstellung des Ventilsitzes für eine als Ventilverschlußstück dienende Kugel mit an dieser fest angeordnetem Ventilschaft nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bildung des Ventilsitzes (2) dienende Werkstoff um die Ventilöffnung herum geringer ausgehärtet wird als die für den Ventilsitz passende Kugel (6) und diese in an sich bekannter Weise in den Werkstoff um die Ventilöffnung herum eingepreßt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (6, 29) mit einer Umfangszone, die sich von dem während des Beiriebes am Ventilsitz zur Anlage kommenden Oberflächenbereich der Kugel unterscheidet, in den den Ventilsitz (2) auinehmenden Werkstoff eingepreßt wird.