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Ventil Die Erfindung betrifft ein Ventil, das insbesondere als Steuerelement
in hydraulischen Anlagen verwendbar ist.
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Bekannt stein in hydraulischen oder pneumatischen Steuerungssystemen
verwendbares Plattenventil, dessen Gehäuseinnenraum durch eine Zwischenwand in zwei
Räume unterteilt ist, in denen je ein Ventilplättchen angeordnet ist, die durch
ein Zwischenstück in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden. (OE-PS
276 892) Die Plattenventile erfordern für die Bearbeitung ihrer Dichtflächen einen
erheblichen Aufwand.
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Außerdem neigen die Plattenventile zum Kleben.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil der angegebenen Art
darzustellen, das die aufgeführten Nachteile nicht aufweist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient erfindungsgemäß ein Ventil,
das dadurch gekennzeichnet zwischen zwei Kanälen, von denen der erste mit einer
Druckquelle und der zweite mit einem oder mehreren Verbrauchern verbunden ist, auf
einer zu diesen Kanälen Senkrechten zwei mittels Kugeln absperrbare Ventilsitze
angeordnet sind, daß der erste dieser Ventilsitze zwischen den beiden Kanälen angeordnet
ist, daß der zweite Ventilsitz zwischen dem zweiten Kanal und einem dritten Kanal
für einen Steuerdruck angeordnet ist, und daß zwischen den beiden Kugeln ein in
seiner Länge entsprechend bemessenes Zwischenstück vorgesehen ist, das einen der
beiden Ventilsitze offen hält, während der andere geschlossen ist.
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Ein zweites Kennzeichen der Erfindung ist es, daß diametral zu dem
ersten Ventilsitz die zugeordnete Kugel durch einen Verbindungskanal zum ersten
Kanal beaufschlagbar ist.
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Während das Ventil mit den bisher angegebenen Kennzeichen als 2/2-Ventil
verwendbar ist, kann im Rahmen der vorgelegten Erfindung auch ein 3/2-Ventil dargestellt
werden.
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Dieses Ventil ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal
mit
einem oder mehreren Verbrauchern und der zweite Kanal mit einem drucklosen Raum
verbunden sind, und daß ein vierter Kanal angeordnet ist, der mit einer Druckquelle
und über den zweiten Ventilsitz mit dem ersten Kanal räumlich verbindbar ist.
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Während das zuvor besprochene 3/2-Wegeventil bei Steuerdruck im dritten
Kanal den Durchgang von der Pumpe zum Verbraucher sperrt, ist in entsprechender
Abwandlung der Durchgang von Pumpe zum Verbraucher bei Steuerdruck p=O im dritten
Kanal geschlossen. Dieses Ventil ist dann dadurch gekennzeichnet, daß diametral
zum ersten Ventilsitz die zugeordnete Kugel durch den dritten Kanal mit einem Steuerdruck
beaufschlagbar ist, und daß diametral zum zweiten Ventilsitz die zugeordnete Kugel
durch einen Verbindungskanal mit Pumpendruck beaufschlagbar ist.
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Gegenüber den bekannten Ausführungen haba diese Ventile den Vorteil,
daß an den Ventilsitzen nur Dichtfasen herzustellen sind, und daß als Abschlußelemente
handelsübliche Stahlkugeln verwendbar sind. Mit der Verwendung von Kugeln als Abschlußorgane
werden außerdem bessere Strömungsverhältnisse erreicht.
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gegenüber den herkömmlichen Kolbenventilen haben die Ventile nach
vorliegender Erfindung folgende vorteile: Einfache Herstellung Aufbaumöglichkeit
logischer hydraulischer Schaltkreise, Extrem kurze Schaltzeiten Kein Verklemmen
und Fressen Weitgehende Verschleißfestigkeit Anrand der Zeichnung werden die beiden
Ventilausführungen naher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 das Ventil in
2/2-Wegeausführung im offenen Zustand; Fig. 2 das Ventil nach Fig. 1 im geschlossenen
Zustand; Fig. 3 das Ventil in 3/2»degeausführung im geschlossenen Zustand; Fig.
4 das Ventil nach Fig 3 im offenen Zustand; Fig. 5 5 eine Abwandlung des 3/2-Ventils
im geschlossenen Zustand; Fig. 6 das Ventil nach Fig. 5 im offenen Zustand
@
Fig 1 und 2 der Zeichnung bezeichnet A den ersten nal zum Anschluß einer Druckmittel@@
zum Anschluß eines oder mehrerer Verbraucher und C einen dritten Kanal zum Anschluß
eines Steuerdruckes. Zwischen @ Kanälen A nud ist ein Ventilsitz 4 vorgesehen, für
des-S@@@@@schluß eine Kugel 5 in einem Raum 7 vorgesehen isC.
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Ferne mündet 5n den Raum 7 diametral zu dem Ventilsitz 4 ei' Verbindungskanal
9 zurn ersten Kanal. Die Kugel 3 in dem R@@@@ , 7 und er Kanal C sind vorzugsweise
auf einer Senkrechnten zu den Kanälen A und B angeordnet. Auf dieser Senkrechten
ist ferner ein Raum 8 mit einer Kugel 2 vorgesehen, die zum schließen eines Ventilsitzes
5 dient. Durch den Ventilsitz 5 sind der Kanal B und der Raum 8 bzw. der Kanal C
miteinander verbindbar, Zwischen den beiden Kugeln 2 und 3 ist n dem Gehäuse 1 leicht
verschiebbar ein Zwischenstück 6 angeordnet, dessen Länge so bemessen ist, daß einer
der Ventilsitze offen gehalten wird, während der andere geschlossen ist.
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Die Funktion dieses Ventils ist wie folgt: Wird der Kanal A mit einer
Druckquelle verbunden wie Fig.1 zeigt, so stellt sich für den Bruchteil einer Zeiteinheit
im Querschnitt des Ventil sitzes 4 eine Strömung in Richtung
Kanal
B ein. Dadurch baut sich auf der Rückseite der die der Mündung des Verbindungskanals
9 zugewandt ist, ein höherer Druck auf, der die Kugel 3 auf den Ventiltz '- drückt.
Schließt die Kugel 3 den Ventilsitz 4 abs @@ ist der Druck ii. dern Verbindungskanal
9 auf Grund der Meeerschiedlichen Flächenverhaltnisse ausreichend, um die Kugel
9 fest auf den Ventilsitz 4 zu drücken und die Verbindung zwischen den Kanälen A
und B zu unterbrechen.
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Wird der Kanal C mit einem Steuerdruck beaufschlagt, so wird die
Kugel 2 a @f den Ventilsitz 5 gedrückt und die Verbindung von Kanal B und Raum 8
bzw. Kanal C unterbrochen, we Fig. 2 zeigt. Gleichzeitig hebt die Kugel 2 mittels
des Zwischenstückes 6 die Kugel 3 von ihrem Ventilsitz 4 ab, so daß div Kanäle A
und B räumlich verbunden sind.
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Wird der Kanal C wieder drucklos, so schließt die Kugel 3 den Ventilsitz
4 wieder ab und die Verbindung derbeiden Kanäle A und B ist wieder unterbrochen,
wie in Fig.1 gezeigt In Fig. 3 und 4 ist eine Weiterentwicklung des in den Fig.
1 und 2 gezeigten 2/2^Wegeventils dargestellt. Wie in
Fig. 1 und
2 sind ebenfalls ein erster Kanal A und ein zweiter Kanal 3 vorhanden, zwischen
denen sic ein Ventilsitz 14 befindet, der durch eine Kugel 13 in einem Raum 18 absperrbar
ist. De. Raum 15 ist mit dem ersten Kanal A durch einen Kanal 9 verbunden, durch
den die Kugel 13 diametral zum Ventilsitz 14 beaufschlagbar ist mit dem im Kanal
t herrschenden Druck. Der Kanal A ist ferner mit einem vierten Kanal D über einen
Ventilsitz 15 verbindbar.
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Dieser Ventilsitz 1p ist mittels einer Kugel 12 in einen Raum 17 absperrbar.
In diesen Raum 17 mündet diametral zum Ventilsitz 15 ein dritter Kanal C. Zwischen
den beiden Kugeln 12 und 13 ist ein in seiner Längsachse verschiebbarer Stab 16
angeordnet, dessen Länge so bemessen ist, daß einer der beiden Ventilsitze offen
gehalten wird, wenn der andere geschlossen ist.
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Sind an den vierten Kanal D die Sruckleitung einer Pumpe angeschlossen
und an den ersten Kanal A ein oder mehrere Verbraucher, so ist die Verbindung dieser
beiden Kanäle durch die Kugel 12 gesperrt, solange diese Kugel durch den dritten
Kanal C mit Druck beaufschlagt wird. In diesem Fall ist der erste Kanal A über den
Ventilsitz 14 mit dem zweiten Kanal B verbunden, der mit einem drucklosen
Raum
verbunden ist In dieser in Fig. 3 dargestellten Ventilstellung muß zwischen der
Kugel 2 urd aem oberen Ende des Stabes 16 ein geringes Spiel (z. B.
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0,1 bis 0,2 mm) vorhanden sein, um einen sicheren Abschluß des Ventilsitzes
15 durch die Kugel 12 zu gewährleisten.
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Ist der Kanal C drucklos, so hebt der Pumpendruck im Kanal D die
Kugel 12 an, die den Ventilsitz 15 freigibt. Nunmehr besteht eine freie Verbindung
zwischen den Kanälen D und A. Der Druck im Kanal A wird durch den Verbindungskanal
19 auch auf die Unterseite der Kugel 13 über tragen. Die Kugel 13 wird angenoben
und auf den Ventilsitz 14 gedrückt, so daß die Verbindung zwischen den Kanälen A
und B unterbunden wird.
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In Abwandlung des 3/2 Wegeventils nach den Fig. 3 und 4 ist in den
Fig. 5 und 6 ein 3/2-Wegeventil dargestellt, das bei drucklosem dritten Kanal C
die Verbindung zwischen den vierten Kanal D mit Pumpendruck und dem ersten Kanal
A zum Verbraucher sperrt. Fig0 6 zeigt das Ventil mit Steuerdruck im Kanal C und
offenem-zweiten Ventilsitz 25 zwischen den Kanälen D und Ao
In
dem Gehäuse 21 sind der erste Ventilsitz 24 zwischen den Kanälen A und B angeordnet,
zu dessen Verschluß die Kugel 23 vorgesehen ist. Zwischen dem ersten Kanal A und
dem vierten Kanal D ist der zweite Ventilsitz 25 angeUrdnet, der von der Kugel 22
absperrbar ist. Zwischen der Kugel 22 in dem Raum 27 und der Kugel 23 in dem Raum
28 ist das Zwischenstück 26 vorgesehen, das in einer Bohrung des Gehäuses 21 leicht
veXsch.iebbar angeordnet ist. Das Zwischenstück 26 ist in seiner Länge so bemessen,
daß bei Abschluß eines Ventil sitzes 24 bzw. 25 durch eine der Kugeln 23 bzw.
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22 der andere Ventilsitz 25 bzw. 24 offen gehalten wird.
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Um ein sicheres Abschließen jeweils zu gewährleisten, muß bei geschlossenem
Ventilsitz 25 und dem oberen Ende des Zwischenstückes 26,das auf der Kugel 23 aufliegt,
uie ihrerseits den in den Raum 28 einmündenden Kanal C verschließt, ein geringes
Spiel vorhanden sein, beispielsweise O,1 bis 0,2 mm.