DE19847997A1 - Rückschlagventil, insbesondere Füllventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, das insbesondere als Füllventil zum Zu- und Abströmen von Druckmittel zu und von einem hydraulischen Preßzylinder einer Presse verwendet wird und das ein Ventilgehäuse mit einem ersten Ausgang und mit einem zweiten Ausgang und mit einem zwischen den Ausgängen verlaufenden Strömungskanal und einen im Ventilgehäuse aufgenommenen, in Schließrichtung durch eine Schließfeder belasteten Schließkörper aufweist, der in Richtung eines Druckmittelflusses vom zweiten Ausgang zum ersten Ausgang sperrt und der mit einem Schaft in einer zentral zum zweiten Ausgang angeordneten und in einen Abschnitt des Strömungskanals hineinragenden Gehäusenabe in Richtung einer Ventilachse geführt ist. In einem Hohlraum der Gehäusenabe sind die am Schaft des Schließkörpers angreifende Schließfeder sowie ein Betätigungskolben und eine Kolbenrückstellfeder einer Betätigungseinrichtung zum Entsperren des Schließkörpers gegen einen Druck im zweiten Ausgang aufgenommen. Das Rückschlagventil soll bei einer radialen Anordnung des ersten Ausgangs kostengünstig mit einer sehr geringen Bauhöhe in Richtung der Ventilachse herstellbar sein. Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Ausgang und ein sich an diesen anschließender, erster Abschnitt des Strömungskanals radial zur Ventilachse und im wesentlichen auf Höhe der Gehäusenabe im Ventilgehäuse angeordnet sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Rückschlagventil, das insbesondere als Füll­ ventil zum Zu- und Abströmen von Druckmittel zu und von einem hydraulischen Preßzylinder einer Presse verwendet wird und das die Merkmale aus dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 aufweist.

Ein solches Ventil ist zum Beispiel aus der DE-AS 24 13 692 bekannt. Dort befin­ den sich die beiden Ausgänge gegenüberliegend an zwei parallel zueinander verlaufenden Anschlußflächen des Ventilgehäuses. Dieses ist zwischen zwei in Richtung der Achse des Schließkörpers, die im folgenden als Ventilachse be­ zeichnet sein möge, nach entgegengesetzten Richtungen abgehende Rohrleitun­ gen eingefügt. Dazu wird in Richtung der Ventilachse viel Bauraum benötigt, der nicht immer zur Verfügung steht. Es wird deshalb manchmal gewünscht, daß der erste Ausgang radial bezüglich der Ventilachse angeordnet ist. Bisher hat man dann eine Zusatzplatte auf das Ventilgehäuse aufgesetzt, in der der Strömungs­ kanal des Ventilgehäuses in einem Winkel von 90 Grad bis zu einem radialen Ausgang der Zusatzplatte fortgeführt worden ist.

Eine solche Lösung erfordert zusätzlichen Aufwand für die Herstellung, Bearbei­ tung und Montage der Zusatzplatte und ist deshalb recht teuer. Außerdem trägt die Zusatzplatte in Richtung der Ventilachse auf.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem bestand also darin, ein Rück­ schlagventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß es bei einer radialen Anordnung des ersten Ausgangs kostengünstig herstellbar ist und daß eine sehr geringe Bauhöhe in Richtung der Ventilachse möglich ist.

Das Problem wird für ein Rückschlagventil mit den Merkmalen aus dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß der erste Ausgang und ein sich an diesen anschließender, erster Abschnitt des Strömungskanals radial zur Ventilachse und im wesentlichen auf Höhe der Gehäusenabe im Ventilgehäuse angeordnet sind.

Ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil baut in Richtung der Ventilachse vom Prinzip her nicht höher als ein Rückschlagventil nach dem Stand der Technik. Au­ ßerdem ist es sehr kostengünstig herstellbar, da sich der radiale, erste Ausgang im selben Bauteil befindet, von dem auch der Schließkörper und die Teile der Betätigungseinrichtung aufgenommen sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Bei der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 läuft der zweite Abschnitt des Strömungskanals ohne Unterbrechung durch Gehäusestege um die Gehäusena­ be herum. Auf diese Weise wird ein großer Querschnitt des zweiten Abschnitts des Strömungskanals erhalten, so daß trotz der 90 Grad-Umlenkung des Druck­ fluids der Strömungswiderstand durch das Ventil hindurch gering bleibt.

Der Raum innerhalb der Gehäusenabe, in dem sich die Schließfeder und die Rückstellfeder befinden, ist bei den bekannten gattungsgemäßen Rückschlag­ ventilen durch eine im Abstand zu Ventilachse verlaufende Axialbohrung fluidisch mit dem ersten Ausgang verbunden, so daß zum Ausgleich von Volumenände­ rungen Druckfluid zwischen dem Federraum und dem ersten Ausgang ausge­ tauscht werden kann. Bei einem erfindungsgemäßen Rückschlagventil ist nach Patentanspruch 3 bevorzugt eine Radialbohrung für die fluidische Verbindung zwischen dem Federraum und dem Strömungskanal vorgesehen. Diese ist kürzer als eine Axialbohrung, da deren Länge im wesentlichen durch die für eine gute Führung des Schließkörpers notwendige Führungslänge für den Schaft bestimmt ist, die Radialbohrung dagegen nur von der von der notwendigen Stabilität be­ stimmten radialen Wandstärke der Gehäusenabe abhängt.

Bevorzugt befindet sich gemäß Patentanspruch 4 die Radialbohrung in der Achse des ersten Ausgangs. Dies erleichtert die Bearbeitung.

Rückschlagventile der betrachteten Art werden mit ihrer Anschlußfläche, in der sich der zweite Ausgang befindet, oft auf einen Steuerblock aufgesetzt, in dem und an dem weitere Ventile angeordnet sind. Ist für diese Ventile ein Anschluß an dieselbe hydraulische Komponente wie für den ersten Ausgang des Rückschlag­ ventils, zum Beispiel ein Anschluß an einen Tank, notwendig, so läßt sich dieser Anschluß gemäß Patentanspruch 5 auf einfache Weise intern über das Rück­ schlagventil herstellen.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Zeichnung nun näher er­ läutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen durch die Ventilachse und die Achse des ersten Anschlusses des Ausführungsbeispiels gelegten Schnitt und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 durch das bloße Ventilgehäuse.

Das gezeigte Rückschlagventil besitzt ein Ventilgehäuse 10, das in einer An­ schlußfläche 11 einen Ausgang 12 besitzt, dessen Achse als Ventilachse 9 be­ zeichnet sein möge und von dem als Abschnitt eines durch das Ventilgehäuse gehenden Strömungskanals eine zentrisch zur Ventilachse 9 liegende Bohrung 13 in das Ventilgehäuse 10 hineinführt. Der Durchmesser der Bohrung 13 ist im Ab­ stand zu der Anschlußfläche 11 durch eine Stufe 14 von einem großen Wert auf einen kleineren Wert verringert. Die Kante der Stufe 14 ist als Ventilsitz ausgebil­ det, der mit einem Schließkörper 15 zusammenwirkt. Der Abschnitt der Bohrung 13 mit dem kleineren Durchmesser öffnet sich in einen ringförmigen, nicht durch Querstege unterbrochenen Abschnitt 16 des Strömungskanals, der seine Ring­ form durch eine bezüglich der Ventilachse 9 rotationssymmetrische Gehäusenabe 17 erhält, die einstückig an das übrige Material des Ventilgehäuse 10 angebunden ist und sich von einem relativ geringen Abstand von einer der Anschlußfläche 11 gegenüberliegenden Außenfläche 18 des Ventilgehäuses 10 frei in Richtung auf die Bohrung 13 zu erstreckt und in einem geringen Abstand vor deren Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser endet.

In der Ventilachse 9 geht von der Außenfläche 18 bis zum Ende der Gehäusena­ be 17 eine mehrmals gestufte Bohrung 25 durch das Ventilgehäuse 10 hindurch. Diese besitzt zunächst einen mit einem Innengewinde 26 versehenen Abschnitt, in den ein einen zentralen Durchgang aufweisender und dem Anschluß einer Steuer­ leitung dienender Adapter 24 eingeschraubt ist. Dann folgt mit leicht verringertem Durchmesser ein zweiter Abschnitt, der im wesentlichen einen Hohlraum 27 in­ nerhalb der Gehäusenabe 17 bildet und dem schließlich ein bis zum freien Ende der Gehäusenabe 17 reichender, dritter Abschnitt 28 folgt, dessen Durchmesser etwa nur ein Drittel des Durchmessers des Hohlraums 27 beträgt und dessen Verhältnis Länge zu Durchmesser ihn als Führungsbohrung geeignet macht.

Der sich in der Ventilachse 9 befindende Schließkörper 15 setzt sich aus einem Ventilteller 29, der das eigentliche Sperrglied darstellt, und einem mit dem Ventil­ teller fest verbundenen Schaft 30 zusammen. Dieser ragt in Richtung Gehäusen­ abe 17 vom Ventilteller ab, ist in der Führungsbohrung 28 in Richtung der Venti­ lachse 9 geführt und ragt in den Hohlraum 27 der Gehäusenabe 17 hinein. Dort ist ein Federteller 31 an ihm gehalten. Zwischen diesem und dem Boden des Hohl­ raums 27 ist eine Schließfeder 32 eingespannt, die auf den Schließkörper 15 eine Kraft in Richtung Schließstellung ausübt.

Von dem Hohlraum 27 ist außerdem ein büchsenartiger Betätigungskolben 33 aufgenommen, der sich mit seinem Boden zwischen dem Schaft 30 und dem Ad­ apter 24 befindet und über den Schaft greift, damit die Führungslänge und die Dichtlänge zwischen ihm und der Wand des Hohlraums 27 groß ist. Eine Rück­ stellfeder 34 belastet den Betätigungskolben 33 in Richtung auf den Adapter 24 zu. Durch Druckbeaufschlagung über die Steuerleitung kann der Betätigungskol­ ben 33 in eine Richtung weg vom Adapter 24 verschoben werden.

Der durch das Rückschlagventil gehende Strömungskanal erstreckt sich mit sei­ nem als gestufte Bohrung ausgebildeten Abschnitt 13, seinem als Ringkanal aus­ gebildeten Abschnitt 16 und einem weiteren als gerade Bohrung großen Durch­ messers ausgebildeten Abschnitt 40 zwischen dem zweiten Ausgang 12 und ei­ nem ersten Ausgang 41, der radial bezüglich der Ventilachse 9 am Ventilgehäuse 10 angeordnet ist. Dementsprechend verläuft auch der Abschnitt 40 des Strö­ mungskanals radial zur Ventilachse 9. Er befindet sich mitsamt dem Ausgang 41, längs der Ventilachse 9 betrachtet, im wesentlichen auf Höhe der Gehäusenabe 17 und damit auf Höhe des ringförmigen Abschnitts 16 des Strömungskanals, in den er unmittelbar übergeht.

Durch eine kleine durch die Wand der Gehäusenabe 17 hindurchgehende Radial­ bohrung 43 in der Achse der Bohrung 40 ist der die Federn 32 und 34 aufneh­ mende und während einer Bewegung des Betätigungskolbens 33 sein Volumen ändernde Teil des Hohlraums 27 zum Ausgang 41 hin offen, so daß zum Volu­ menausgleich Druckmittel zu- und abfließen kann und in ihm immer der niedrige am Ausgang 41 anstehende Druck herrscht.

Außer den Ausgängen 9 und 12 besitzt das Ventilgehäuse noch einen Druckan­ schluß 45, der fluidisch direkt mit dem Ausgang 9 verbunden ist.

Wahlweise kann das Ventil außerdem mit einer zusätzlichen, in Fig. 1 gestri­ chelt eingezeichneten Bohrung 46 versehen werden, die sich zwischen der An­ schlußfläche 11 und der Bohrung 40 erstreckt. Auf diese Weise kann für einen Steuerblock, auf den das gezeigte Ventil montiert wird, eine direkt Verbindung zum Ausgang 41 des Ventils und damit zu einem Tank geschaffen werden, mit dem der Ausgang 41 normalerweise verbunden ist.

Wie schon erwähnt wird das gezeigte entsperrbare Rückschlagventil üblicherwei­ se als Füllventil verwendet, wobei sein Ausgang 12 mit einem Druckraum eines Preßzylinders und sein Ausgang 41 mit einem Tank verbunden sind. Dem Druck­ anschluß 45 kann Druckmittel zum Beispiel von einer Pumpe zugeführt werden. Wenn während eines Arbeitszyklus der Kolben des Preßzylinders aufgrund seines Eigengewichts nach unten fällt oder durch Eilgangzylinder nach unten bewegt wird, entsteht im Ausgang 12 gegenüber dem Ausgang 41 des Ventils ein Unter­ druck, so daß der Schließkörper 15 von seinem Sitz abhebt und Druckmittel aus dem Tank durch das Ventil in den Preßzylinder nachströmen kann. Während des Arbeitshubs kann durch Zufuhr von Druckmittel über den Druckanschluß 45 ein hoher Druck im Preßzylinder aufgebaut werden, wobei der Schließkörper den Ausgang 12 fluidisch vom Ausgang 41 trennt. Nach dem Arbeitshub wird der Be­ tätigungskolben 33 über die an den Adapter 24 angeschlossene Steuerleitung mit einem Steuerdruck beaufschlagt. Der Betätigungskolben legt sich an den Schaft 30 des Schließkörpers 15 an und nimmt ihn bei seiner weiteren Bewegung mit, so daß der Ventilteller 29 von seinem Sitz abhebt und zur Dekompression und wäh­ rend des Rückhubs Druckmittel aus dem Preßzylinder über das Füllventil in den Tank abfließen kann.

Claims (5)

1. Rückschlagventil, insbesondere Füllventil zum Zu- und Abströmen von Druckmittel zu und von einem hydraulischen Preßzylinder einer Presse, mit einem Ventilgehäuse (10) mit einem ersten Ausgang (41) und mit einem zweiten Aus­ gang (12) und mit einem zwischen den Ausgängen (12, 41) verlaufenden Strö­ mungskanal (13, 16, 40), mit einem im Ventilgehäuse (10) aufgenommenen, in Schließrichtung durch eine Schließfeder (32) belasteten Schließkörper (15), der in Richtung eines Druckmittelflusses vom zweiten Ausgang (12) zum ersten Aus­ gang (41) sperrt und der mit einem Schaft (30) in einer zentral zum zweiten Aus­ gang (12) angeordneten und in einen Abschnitt (16) des Strömungskanals hinein­ ragenden Gehäusenabe (17) in Richtung einer Ventilachse (9) geführt ist, wobei in einem Hohlraum (27) der Gehäusenabe (17) die am Schaft (30) des Schließkör­ pers (15) angreifende Schließfeder (32) sowie ein Betätigungskolben (33) und ei­ ne Kolbenrückstellfeder (34) einer Betätigungseinrichtung zum Entsperren des Schließkörpers (15) gegen einen Druck im zweiten Ausgang (12) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgang (41) und ein sich an diesen anschließender, erster Abschnitt (40) des Strömungskanals radial zur Ventilachse (9) und im wesentlichen auf Höhe der Gehäusenabe (17) im Ventilgehäuse (10) angeordnet sind.

2. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusenabe (17) nur an ihrer dem Schließkörper (15) abgewandten Seite an das übrige Mate­ rial des Ventilgehäuses (10) angebunden und peripheral zur Ventilachse (9) voll­ ständig vom ringförmigen, zweiten Abschnitt (16) des Strömungskanals umgeben ist.

3. Füllventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (27) auf der einen Seite des Betätigungskolbens (33) durch eine Radialbohrung (43) zum zweiten Abschnitt (16) des Strömungskanals hin offen ist.

4. Füllventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Radialboh­ rung (43) in der Achse des ersten Ausgangs (41) befindet.

5. Füllventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß von der Anschlußfläche (11) des Ventilgehäuses (10), in der sich der zweite Ausgang (12) befindet, ein weiterer Kanal (46) ausgeht, der in den ersten Ab­ schnitt (40) des Strömungskanals mündet.