DE2028128A1

DE2028128A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE2028128A1
Application number: DE19702028128
Authority: DE
Inventors: Takio Takarazuka Hyogo Yokokawa (Japan) P
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1970-06-08
Filing date: 1970-06-08
Publication date: 1971-12-16

Description

Steuerventil Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit einem Steuerzylinder und einem relativ zu diesem bewegbaren Steuerkolben.
Bei der Verwendung eines Steuerventiles in einem bldruckkreislauf wirkt eine Kraft senkrecht zur Ventilachse, die verursacht ist durch die Ungleichmäßigkeite des Öldruckes in der Umfangrichtung im Spalt zwischen dem Steuerkolben und dem Ventilkörper, und die dabei auftretende statische heibungskraft wächst mit der Zeit an, so daß die Arbeit des Steuerkolbens erschwert wird und es vorkommt, daß der Steuerkolben sich festfrißt. Diese hydraulische Verklemmung bereitet große Schwierigkeiten.
n's wurde deshalb bereits vorgeschlagen, das Öl besonders rein zu halten, um eine erhöhte Arbeitsgenauigkeit zu erzielen und die tragende Flache des Steuerkolbens konisch oder abgestuft auszubilden oder auch mit Rillen zu versehen, und dabei den Steuerkolben zu drehen oder Schwingungen auszusetzen. Besonders unter hohem Stuck und infolge des Staubgehaltes im Öl fuhren diese Maßnahmen nicht zu dem gewünschten Erfolg, so daß auch vorgeschlagen wurde, einen feinen Bilter oder ähnliche Abscheider zu verwenden. Dies führte jedoch zu einer komplizierten Konstruktion, und das gesamte Ventil wird größer und teurer. Zur Vermeidung des Festfressens von Steuerventilen wird deshalb allgemein die zuvor erwähnte Methode verwendet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil zu finden, das so ausgeführt ist, daß ein Festfressen des Steuerkolbens vermieden wird. Das erfindungsgemaße Steuerventil mit einem in einem Zylinder gefuhrten Steuerkolben ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsfläche einer dieser beiden Teile zahlreiche ringförmige Rillen eingearbeitet sind und die Breite der tragenden Flächen zwischen diesesn Rillen kleiner als 0,5 mm ist.
Im folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerventiles anhand der Figuren näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Solenoid-Ventil, von dem ein Teil entfernt wurde, Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Darstellung der Arbeitsweise des Steuerkolbens des Ventiles nach Fig. 1, Fig. 3 vergrößerte vertikale Teilschnitte mit verschiedenen Rillen in der tragenden Fläche von Steuerkon'bekannter Ausftihrungen, Fig. 4 vergrößerte Teilschnitte entsprechend Fig. 3 mit zahlreichen Rillen in der tragenden Fläche eines erfindungsgemäßen Steuerkolbens, ig. 5 eine Demonstrationsdarstellung, in der der Ölstaubniederschlag abgebildet ist, wie er bei einem festgefressenen Steuerkolben sich festsetzt, und lig. 6 einen vergrößerten Vertikalschnitt eines Teiles des Ventilkörpers mit Rillen an der inneren Oberfläche des Ventilkörpers.
Das Steuerventil ist an jedem Ende des Steuerkolbens 1 mit Ventilfedern 9 versehen, die in dem Ventilkörper 2 so angeordnet sind, daß der Steuerkolben 1 sich in einer neutralen Position befindet, und an jedem Ende des teuerkolbens 1 ist eine Kolbenstange 4 vorgesehen, die sich in Kontakt mit einem bewegbaren eisenkern 10 eines Solenoids 3 befindet. In dem Steuerkolben 1 sind zahlreiche ringförmige Rillen 12 so eingearheitet, daß zwischen ihnen ringförmige tragende Flächen verbleiben, deren Breite kleiner ist als 0,5 m Statt im teuerkolben können die ringförmigen Rillen auch als Rillen 13, wie in Fig, 6 dargestellt, in der Innenseite des Steuerz linders des Ventilkörpers 2 vorgesehen sein. In den Zeichnungen ist die Öffnung 5 der Druckeinlaß, die Auslaßöffnungen sind mit 6 und 7 bezeichnet und die Öffnungen 8 sind Entleerungsöffnungen.
Bei Betätigung des Solenoids 3 wird der bewegbare Eisenkern lO angezogen und die Kolbenstange 4 bewegt sich nach innen.
Dadurch wird der Steuerkolben 1 aus seiner neutralen Stellung nach links in die in luig. 2 dargestellte i,tellung verschoben.
Än dieser stellung wird über di.e suslaßöffnung 6 vom Druckeinlaß 5 dem Zylinder 14 Drucköl zugeführt. Das von dem Zyliner 14 zurückkehrende öl wird einem Tank wieder zugeführt, wobei es über die Öffnung 8 durch die Auslaßöffnung 7 gelangt.
ird das Solenoid abgeschaltet, so kehrt der Steuerkolben 1 infolge der Kraft der Feder 9 in seine neutrale Stellung, wie in Fig. 1 dargestellt, zurück.
Bei einem Steuerkolben üblicher Ausführung mit einer minimalen Breite der tragenden Flächen ungefahr von 0,8 mm, wie in Fig. 3 dargestellt, tritt unter hohem Druck innerhLlb von wenigen Minuten nach Betätigung des Ventils eine hydrau lische Verklemmung ein. Auch wenn die Breite der tragenden Flächen bei einer minimalen Breite von 0,8 mm verändert wird, löst sich die hydraulische Verklemmung nicht jedesml, so daß sich nicht zeigen konnte, daß eine enge Beziehung zwischen der hydraulischen Verklemmung und der Breite der tragenden Flächen besteht.
Lagert sich Ölstaub 11 auf der Umfangsfläche des Steuerkolbens 1 ab, wie in Fig. 5 dargestellt, so ändern sich die Stromlinien des Öls, die zuvor parallel zueinander verliefen, wie durch die Pfeile in der lig. 5 dargestellt ist. )ies hat zur 1?olge, daß sich auf der Etickseite der Staubzone 11 eine Zone 15 mit niedrigem druck bildet. Durch den somit entstehenden Druckunterschied wird der Steuerkolben gegen der Ventilkörper 2 gepreßt und verklemmt. Bisher ist nicht bekannt gewesen, daß das hydraulische Verklemmen nur durch diese Wirkung hervorgerufen wird. Aufgrund der gewonnenen Kenntnis über die Ursache der hydraulischen Verklemmung konnten Versuche durchgeführt werden, aus denen sicli. ergab, daß die Zonen mit niedrigem Druck durch Erhöhung der Anzaiil der ringförmigen Rillen beseitigt werden können. Es zeigte sich, daß bei üblichen Steuerkolben mit einer Breite der tragenden Flächen von mehr als O,8 mm eine deutliche Neigung zum Verklemmen vorhanden ist, daß sich diese Neigung bei Verkleinern der Breite der tragenden Flächen schnell verringert und daß bei einem Steuerkolben mit einer Breite der tragenden Flächen von weniger als 0,5 mm selbst bei hohem Flüssigkeitsdruck die Klemmneigung verschwindet. Als weiteres Ergebnis der Versuche zeigte es sich auch, daß die Form der ringförmigen Rillen 12, wie in Fig. 4 dargestellt, und auch ihre Tiefe keinen Einfluß auf die Klemmneigung hat. Auch zeigten sich, daß ringförmige Killen an der inneren Oberflache des Zylinders des Ventilkörpers 2, wie in Fig. 6 dargestellt, die gleiche Wirkung haben wie Rillen im Steuerkolben 1.
Durch die Erfindung wird somit das Druckungleichgewicht im Steuerventil sehr stark verringert und das Festklemmen des Steuerkolbens vermieden. Dabei wird der Anwendungsbereich eines oOlenoid-Ventils erweitert und auf das Gebiet hoher drücke lusgedeant.
- ratentanspruch -

Claims

PATENTANSPRUCH Steuerventil mit einem Steuerzylinder und einem relativ zu diesem bewegbaren Steuerkolben, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsfläche einer dieser beiden 'i'eile (1, 2) zahlreiche ringförmige Rillen (12, 13) eingearbeitet sind und die Breite der tragenden Flächen zwischen diesen Rillen kleiner als 0,5 mm ist.

L e e r s e i t e