DE202007014709U1

DE202007014709U1 - Schaltbares 3/2-Wegeventil

Info

Publication number: DE202007014709U1
Application number: DE200720014709
Authority: DE
Original assignee: Evertz Hydrotechnik & Co GmbH; Evertz Hydrotechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Evertz Hydrotechnik & Co GmbH; Evertz Hydrotechnik & Co KG GmbH
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2017-10-19

Abstract

Schaltbares 3/2-Wegeventil zur Steuerung von Wasserstrahldüsen mit einem elektrisch betriebenen Pilotventil (1), das wechselseitig einen doppelt beaufschlagbaren Servokolben (3) betätigt, der auf einen Ventilstößel eines Ventilkolbens einwirkt, der den Durchgang (D) der Wasserstrahldüse alternativ freigibt oder sperrt, dadurch gekennzeichnet, dass der Servokolben (3) und der Ventilstößel (7) getrennte Bauteile sind, die ausschließlich über Federn (5, 6) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betriff ein schaltbares 3/2-Wegeventil zur Steuerung von Wasserstrahldüsen mit einem elektrisch betriebenen Pilotventil, das wechselseitig einen doppelt beaufschlagbaren Servokolben betätigt, der auf einen Stößel eines Ventilkolbens einwirkt, der den Durchgang der Wasserstrahldüse alternativ freigibt oder sperrt.
Ventile dieser Art werden beispielsweise zur Bewässerung von Fahrbahnen, zur Erzeugung von Wasserfontänen in Brunnen oder in Musikwasserorgeln benötigt. In allen Anwendungsbereichen ist es erforderlich, dass die Wasserdüse schnell umschaltbar ist.
Die nach dem Stand der Technik bekannten Ausführungen besitzen einen Servokolben, der über ein Pilotventil hydraulisch steuerbar ist. Dieser Servokolben ist fest mit einem Stößel eines Ventilkolbens verbunden, der an einem Ende als Schließorgan ausgebildet ist, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Durch eine Betätigung des Pilotventils kann die gesamte Einheit aus Servokolben und Stößel von einer Öffnungs- in eine Schließstellung und umgekehrt gebracht werden. Der Schließ- oder Öffnungsvorgang der Wasserdüse wird durch den Durchflusswiderstand des Pilotventils bestimmt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das schaltbare Ventil der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Umschaltvorgänge beschleunigt werden.
Diese Aufgabe wird durch das schaltbare 3/2-Wegeventil nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind der Servokolben und der Stößel nicht als Baueinheit, sondern als getrennte Bauteile ausgebildet, die ausschließlich über Federn miteinander verbunden sind. Diese Federn bewirken, dass bei einer Bewegung des Servokolbens zunächst nur der Kolben bewegt wird und eine Feder vorspannt. Erst wenn die auf den Stößel wirkende Federkraft größer ist als die momentane auf den Ventilsitz wirkende hydraulische Druckkraft, schnellt der Stößel und damit der Ventilkolben in die Öffnungsstellung. Diese Schnellbewegung wird noch dadurch unterstützt, dass durch die Drosselwirkung der Düse der Druck am Wasserstrahldüsenausgang steigt, während der Druck auf der Rücklaufseite durch die fortschreitende Drosselung am Ventilsitz des Ventilkolbens geringer wird. Umgekehrt wird bei einer Rückstellung des Pilotventils in seine Ausgangslage aufgrund des zunächst geringen Rücklaufdruckes zunächst eine weitere Feder vorgespannt, bis der Federdruck größer ist als die auf den entsprechenden Ventilsitz wirkende Druckkraft, wodurch der Stößel und der Ventilkolben wieder in die ursprüngliche Verschlusslage zum Sperren des Wasserstrahldüsendurchgangs zurückschnellt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So wird vorzugsweise der Servokolben beidseitig mittels Federn beaufschlagt, so dass die Umsteuervorgänge jeweils verbessert werden.
Durch eine in der hydraulischen Rücklaufleitung vorzugsweise steuerbare Blende kann die Durchflussmenge des Hydraulikmittels in die Rücklaufleitung begrenzt werden, so dass sie annähernd gleich der durch die Düse strömenden Wassermenge ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn eine größere Anzahl von Ventilen der genannten Art parallel geschaltet ist. Werden alle diese Ventile gleichzeitig betätigt und sind die Teilmengen unterschiedlich groß, so können in der Druckleitung unter Umständen starke Verzögerungen auftreten, welche die Rohrleitungen und die vorgeschalteten Armaturen stark belasten.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Wasserstrahldüse schwenkbar angeordnet, vorzugsweise mittels eines elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs. Hierdurch kann zwischen oder auch während eines Sprühvorganges die Wasserstrahlrichtung geändert werden, was die Gestaltungsvielfalt, insbesondere bei Verwendung von mehreren Wasserstrahldüsen erheblich vergrößert. Vorzugsweise werden solche Wasserstrahldüsen getrennt angesteuert.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Ventils zur Steuerung einer Wasserstrahldüse,
2 + 3 jeweils verschiedene Ansichten der Ausführungsform nach 1.
Das Pilotventil 1, das sowohl in einer Querschnittsansicht als auch mittels eines Schaltsymbols in 1 dargestellt ist, dient zur Steuerung eines Servokolbens 3, der in einem Zylinderraum entsprechend dem Doppelpfeil L-R hin- und herbewegbar ist. Dieser Servokolben 3 besitzt auf gegenüberliegenden Seiten Flächen 2 und 4, die je nach Stellung des Pilotventils 1 in unterschiedlicher Weise mit dem in der Leitung P anstehenden hydraulischen Betriebsdruck oder einem geringeren Druck beaufschlagt werden, nämlich dann, wenn die Rücklaufleitung R nicht verschlossen ist. Beidseitig des Kolbens sind Federn 5 und 6 vorgesehen. Die Feder 6 wirkt auf einen Stößel 7 eines Ventilkolbens, der in der in 1 dargestellten Lage auf den Ventilsitz 9 gedrückt wird. Unterstützend wirkt hierbei der Dichtring 8. In der Rücklaufleitung R ist zusätzlich eine Blende 11 angeordnet. Das gemeinsame Gehäuse 12 nimmt die bereits beschriebenen Bauteile sowie die Wasserstrahldüse mit einem Ablaufanschluss auf. Vorzugsweise ist der Ablaufanschluss D mitsamt dem Gehäuse 13 drehbar auf einem Gehäusezapfen befestigt.
2 und 3 zeigen eine Düse 14 mit einem Ablaufanschluss D, der mittels eines Schwenkantriebes bewegbar auf einen Gehäusezapfen angeordnet ist. Der Antrieb 16 kann beispielsweise ein Elektromotor sein, der über einen Excenter 15 einen Schwenkhebel 17 antreibt. Ein solcher Antrieb eignet sich sowohl für eine kontinuierlich oszillierende als auch eine ferngesteuerte Positionierung des Düsenwinkels.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
In der dargestellten Stellung des Servokolbens 3 wird dessen Fläche 2 mit dem Betriebsdruck P beaufschlagt, der auch auf die Fläche 4 wirkt, sodass bei Federn 5 und 6 mit gleicher Federkonstanten die auf den Servokolben 3 wirkenden Kräfte ausgeglichen sind. Der Ventilstößel 7 mit dem Dichtring 8 wird somit bedingt durch den Betriebsdruck P auf den Ventilsitz 9 gepresst, wodurch ein Wasserzufluss zum Ablaufanschluss D verhindert wird.
Betätigt man das Pilotventil 1, so wird die Kolbenfläche 2 entlastet. Da die Fläche 4 größer ist als die Ventilsitzfläche 9, überwiegt die in Richtung „L" des Doppelpfeiles wirksame Kraft, so dass der Servokolben 3 nach links bewegt und die Feder 5 vorgespannt wird. Erst wenn die auf den Ventilstößel 7 wirkende Federkraft größer ist als die auf den Ventilsitz 9 wirkende Druckkraft, schnellen die genannten Teile 7 und 9 auf den gegenüberliegenden Ventilsitz 10.
Schaltet das Pilotventil 1 in seine Ausgangslage zurück, wird die Fläche 2 des Servokolben 3 mit Druck beaufschlagt. Da der auf die Fläche 4 wirkende Rücklaufdruck (beispielsweise ca. 0,5 bar) relativ geringer ist, bewegt sich der Servokolben 3 in Richtung „R" und spannt die Feder 6 vor. Sobald die aus dieser Feder resultierende Kraft größer ist als die auf den Ventilsitz 10 wirkende Druckkraft, schnellt der Ventilstößel 7 wieder in seine ursprüngliche Ausgangslage zurück und verschließt den Ablaufanschluss D.

Claims

Schaltbares 3/2-Wegeventil zur Steuerung von Wasserstrahldüsen mit einem elektrisch betriebenen Pilotventil (1), das wechselseitig einen doppelt beaufschlagbaren Servokolben (3) betätigt, der auf einen Ventilstößel eines Ventilkolbens einwirkt, der den Durchgang (D) der Wasserstrahldüse alternativ freigibt oder sperrt, dadurch gekennzeichnet, dass der Servokolben (3) und der Ventilstößel (7) getrennte Bauteile sind, die ausschließlich über Federn (5, 6) miteinander verbunden sind.
Schaltbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Servokolben beidseitig mittels Federn (5, 6) beaufschlagt ist.
Schaltbares Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Rücklaufleitung (R) eine vorzugsweise steuerbare Blende (11) angeordnet ist.
Schaltbares Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahldüse schwenkbar ist, vorzugsweise mittels eines elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebes (16).