DE2052265A1 - Wegeschaltventil - Google Patents

Description

• Weges chaltventil Wegeschaltventil zur Steuerung von Flüssigkeitsströmen gehören zum bekannten Stand der Technik. Sie bestehen iL eintachsten AuSbau gemäß Bild 5 u. 6 aus dem Gehause 18 und dem Schieber 1, Das Gehäuse 19 ist mit Steuerkanälen So u. 21 versehen. Durch Längsbewegung des Schiebers 19 werden die verschiedenen Steuerkanäle in einer gewünschte ten Weise geschaltet. Dabei wird aber der Flüssigkeits= strom um jeweils 90° aus seiner Richtung abgelenkt und demzufolge in den Umlenkzonen stark durchwirbelt. Hier= bei treten Stromurlgsverluste auf. Außerdem ist die erfor= derliche Abdichtung bei hohen statischen Drücken zwischen Schieber 19 und Gehäuse 18 sehr sorgfältig durch präzise Fertigung mit relativ hohen Ferigungskosten verbunden. -Die vorliegende Erfindung will hier einen r7eg zeigen, wie mit einfachen $Fertigungsmethoden eine wirtschaftliche Her= stellung, trotz vergröbercer Passungen eine bessere Abuich= tung, und durch geringere Ablenkung des Flüssigkeitsstromes geringere Strömungsverluste erreicht werden kennen.
• Zur Erläuterung des im folgenden beschriebenen Wegeschieber= ventils dienen die Bilder 1, L, 3 und 4.
• Bild 1 durstellend einen Längsschnitt durch das Ventil, mit Steuerschieber 3 in Mittelstellung Anschlüsse 14 u. 15 ab= gesperrt.
• Bild 2 darstellend einen Längsschnitt durch das Ventil mit steuerschieber 3 in einer Extremlage angeordnet, sodaß Zu= flub 15 mit Steueranschluß 14, Rückfluß 12 mit Steueranschluß 15 verbunden ist.
• Bild 3 stellt einen Schnitt auf der Ebene A-B in Bild 1 dar.
• Bild 4 stellt eine Draufsicht der Verteilerplatte 5 dar.
• Aufbau und Wirkungsweise Das Gehäuse 10 mit seinen Anschlüssen 12, 13, 14, 15 ist allseitig flüssigkeitsdicht geschlossen, und ist auf einer Seite mit dem Hubzylinder 7 versehen. Mit Hilfe des Steuerkolben8, der Kolbenstange 6, des Bolzen 9 kann der Schieber4 mit dem eingebauten Steuerschieber 3 in eine solche Lage gesteuert werden, daß wahlweise der Zufluß 13 an die Abflüsse 14 u. 15 geschaltet wird. Bei dieser Schaltbewegung glei= tet Steuerschieber 3 auf Verteilerplatte 5. Die druckfeste Verbindung zwischen dem Zufluß 13 und dem Steuerschieber 3 stellt das Schwenkrohr 1 her. Zum Ausgleich der geringen Längsbewegung des Schwenkrohres ist dieses mittels Verschie= bekolben 2 beweglich mit dem Gehäuse 10 verbunden.
• Damit Fluchtungsfehler zwischen der Verteilerplatte 5 und dem Verbindungskolben 2 ausgeglichen werden können, sind die Teile 2 u. 3 init einer konkav-kugeligen Vertiefung ver sehen, welche zur konvex-kugeligen Stirnfläche des Schwenkrohres / 1 druckdicht passt. Die von dem herrschenaen Flüs= sigkeitsdruck auf das Teil 2 ausgeübte Reaktionskraft F1 ist größer als die entgegengesetzt wirkende Druckkomponente F., zwischen den Abdichtflächen der Teile 3 u. 5. Dadurch ist eine gute Abdichtung als Funktion des herrschenden druckes ############ gewährleistet. Verschleiß an Gen sich zu einander bewegenden Flachen wird durch Nachsetzen selbst= tätig ausgeglichen. Um auch bei drucklosem Strömungszustand eine Abdichtung sicherzustellen wirkt eine Druckfeder 11 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Verbindungskolben 2 derart, daß deren Federkraft F3 von Teil 2 über Teil 1 auf den Steuerschieber 3 übertragen wird, und den Steuerschieber 3 vor die ebene Fläche der Verteilerplatte 5 drückt. Der Rückfluß der zugeströmten Flüssigkeiten wird durch die Verbindung der Anschlüsse 14 oder 15 an Gen Rückflußanschluß 12 herge stellt, wobei der Innenrau, 2 des Gehäuses 10 als Rück= stromkanal dient.
• Die Anfertigung des Wegeschieberwentils kann unter weitge= hender Verwendung von Normteilen vor « sich gehen. Das Ge= hause lo wird zweckmäßig aus einem Stahl-Vierkantrohr gefertigt. Die das Rohr zum Gehäuse komplettierenden Stirn= stücke 31 u. 32 sind aus genormten, kaltgezogenem Stahl ge= fertigt. Nach der Bearbeitung und Montage werden diese mit dem Vierkantrohr verschweißt. Die beweglichen Ventile 8, wie Verschiebekolben 2, Schwenkrohr und Steuerschieber 3 können ebenfalls aus Normmaterial gefertigt werden, Die erforderlichen Bearbeitungen sind durch drehende Spanabnahme auszuführen. Die Verteilerplatte 5 wird aus Stahl gefertigt, gehärtet und plangeschliffen und mit dem Stirnstück 32 druckfest verklebt.
• Als Pols der ebenen Form der Verteilerplatte 5 entsteht beim liLa-lenken des Schwenkrohres 1 bei der Steuerbewegung des Steuerschiebers 3 eine Komponente der Kräfte F3 + F1 längs der Steuerebene. Diese ist nach einem relativ kleie nem Auslenkwinkel bereits größer als die gegenwirkende Kom= ponente der Gleitrichtung, da sie sich von F3 + F1 ableitet und die Reibung tonAF als Resultierende von der Kräftedifformens abhängt. 16 ist P3 + - F2 A F. Diese Komponente der Kräfte F3 + F1 als Funktion der Winkelauslenkung unterstützt die ßchaltkräfte des Zylinders 7 und befördert nach einem bestimmten Mindestwinkel der Aus lenkung den Steuer= schieber als Funktion des auftretenden Flüssigkeitsdruckes ## den Steuerschieber 4 selbsttätig in die Endstellung bis zur Anlage vor den Ausleger 30 im IL Gehäuse 10. Sollte diese Wirkung unerwünscht sein, so kann man ihr Auftreten durch eine kreisförmige Krümmung der Steuerflache 23 der Verteilerplatte 5 sowie entsprechende konvexe Form der Stirnfläche des Steuerschiebers 3 verhindern. Hierbei macht der Verschiebekolben 2 keine Längs bewegung beim Schwenken des Schwenkrohres 1 mehr. Das ist dann der Fall, wenn der Schwenkradius gleich Krümmungsradius der Steuerfläche 25 ist. Der Verschiebekolben stellt nur noch den Verschleiß nach. Mit zunehmendem Verschleiß tritt eine Ungleichheit zwischen dem Schwenkradius und Krümmungsradius ein, die eine geringfügige Längsbewegung des Verschiebekolben 2 in der Zylinderborhung 28 beim Schalten hervorruft.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   I. Wegeschaltventil zum Steuern von Flüssigkeitsströmen, bestehend aus dem Gehäuse lo, mit dem Anschluß 13 für den zufließenden Flüssigkeitsstrom, dem Anschluß 12 für den abfließenden Flüssigkeitsstrom durch einen Kanal mit dem Gehäuseinnern 29 verbunden und die mit dem Anschluß 15 durch einen Kanal verbundene Zylinderbohrung 28, angeordr net in dem Stirnstück 31 des Gehäuses 10, den gesteuerten Anschlüssen 14 u.15 durch Xanale mit den Steuerschlitzen 26, der Verteilerplatte 5 im Stirnteil 32 des Gehäuses 'lo angeordnet, dem Schaltzylinder 7 mit Kolben 8 und aen An schlüsseln für eine Druckschaltflüssigkeit 16 u.17, dem Schaltgestänge 4,6,9, den beweglichen Ventil teilen, wie Verschiebekolben 2, Schwenkrohr 1, Steuerschieber 3, der Druckfeaer 11 in bekannter Weise, den oder die ziege der unter I)ruck strömenden Flüssigkeit, als Funktion cier Stel= lunt, aes Steuerschiebers 5 zu der feststehenden Verteiler platte 5 selbsttätig steuernd, dadurch gekennzeichnet, dai aie Achse des VerschiebekolbenzylinderE 28 nicht auf' aer ebenen Steuerfläche 23 der Verteilerplatte 5 normal steht, daX oer Verschiebekolben 2 konkav-kegelig auf dem konvexkegeligeii EnÜe 24 des Schwenkrohres 1 in Richtung der ge dachten Kolbenachse formschlüssig passend# gelagert ist, daß das andere konvex-kugelige Ende 24 des Schwenkrohres 1 auf der konkav-kugeligen Formfläche des Steuerschiebers 5 formschlüssig passend gelagert ist, daß Verschiebekolben 2 Schwenkrohr 1, urid Steuerschieber 3 durch die Federkraft F3 der Fede r 1' und durch die Kraft F1 durch den statischen Druck de@ Flüssigkeit auf den Verschiebekolben 2 formschlüs= sig gegeneinander und die Stirnseite des Steuerschiebers 3 vir @ieebene Steuerfläche 23 der Verteilerplatte gedrückt wird, daß die Länge L des Schwenkrohres 1 im Verhältnis zum halben Steuerweg, (Steuerweg gleich Mittenabstand der Steuerschlitze 26 in Teil 5) des Steuerschiebers 5 gesetzt, die Größe des Ablenkwinkels der strömenden Flüssigkeit be= stimmt, daß die durch den statischen Flüssigkeitsdruck erzeugten Kräfte wie F1 auf den Verschiebekolben L zusam= men mit der Federkraft Fj und F2 auf die Stirngleitfläche des Steuerschiebers 3 sich so zu einander verhalten, daß deren Resultierende t F die Stirngleitfläche des Steuer= kolbens 3 druckdicht auf die Steuerfläche 23 der Verteil lerplatte 5 drückt, daß die hierdurch entstehende Reibung R zwischen Steuerschieber 3 und Verteilerplatte 5 beein flußt werden kann, durch die Abstimmung der Größe der druckbeaufschlagten Flächen des Verschiebekolben 2 (Ring= flcche 22) und der Stirnflache des Steuerschiebers 5 zu einander, daß die Auslenkung des Schwenkrohres 1 zum Zweck= ke der Steuerung des vom Schwenkrohr 1 in Kanal 27 geführ= ten Flüssigkeitsstromes eine von der Sinus-Funktion des Aus= lenkwinkels abhängige Komponente in Richtung der Auslenkung längs der ebenen Steuerfläche 25 der VerteilerplatLe 5 als Funktion der Kräfte F3 + F1 erzeugt, daß diese Komponente bei einem Auslenkwinkel, kleiner als der Maxiale, größer ist als die ihr entgegengerichtete Reibkraftkomponente der Reibung R, daß der Reibverschleiß an der Stirnflache des Steuerschiebers 3 und der Steuerflache 23 der Verteiler platte 5, sowie der VerschleiB in den kugeligen Lagerungen 24 selbsttttig als Folge der Kräfte F3 + F1 durch Nach= schieben der Ventilteile 2,1,u.3 in Richtung auf die Verteilerplatte ausgeglichen wird, daß die von den Steuern; schlüssen 14 u.15 zurückfließende Flüssigkeitsströmung durch den Innenraum 29 des Gehäuses 10 zusammen mit der auftreten= den Leckflüssigkeit aus dem Anschluß 12 abfließt, daß der Veruchiebekolben 2 bei der Steuerbewegung des Steuerschie= bers 3 durch den Schaltzylinder 7 eine hin und hergehende Bewegung in der Zylinderbohrung L8 macht, daß Schieber 4 den Steuerschieber 3 gegen seitliches Ausweichen i Gehäu= se iütipt, daß Schieber 4 durch Anschlag an den Anschlagen 30 im Gehäuse die Auslenkung begrenzt.

   II. Wegeschaltventil nach Anspruch I dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse 10 aus einem bekannten, genormten, vier= kantigen Stahlrohr besteht, in welches an dessen Enden bekannte vierkantige, genormte, kaltgezogene Vollstücke aus Stahl mit dem in Anspruch I angegebenen Merkmalen wie Anschlüsse, Verteiler und Zylinderbohrung nach der Montage der beweglochen Ventilteile 1, 2, 3 des Spannzylínders 7 mit dem Gestänge und Führungsteilen 4, 6, 9 auf bekannte Weise unlösbar eingeschweißt werden.

   III. Wegeschaltvenbil nach Anspruch I und teilweise nach An.

   spruch II dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnstücke 31 und 32 nicht eingeschweißt werden, sondern mit bekannten Mitteln wie Anschrauben oder Verstiften lösbar mit dem Ge= häusevierkantrohr verbunden werden.

   IV. Wegeschaltventil nach Anspruch I dadurch gekennzeichnet, daß die im Anspruch I ebene Steuerfläche 23 des Verteilers 5 kreisbogenförmig gekrümmt ist, daß der Steuerschieber 3 ebenfalls keine ebene sondern eine passende kreisbogen förmige Stirnfläche besitzt, daß der Verschiebekolben nur noch zum Nachschieben von Gleitverschleiß sich unter Wir= kung der Kräfte F3 + F1 längsverstellt.

   V. Wegeschaltventil nach Anspruch I dadurch gekennzeichnet, daß einmal weniger als die im Anspruch I aufgeführten steuerbaren Anschlüsse 14 u. 15 im Stirnteil 32 zum anderen aber mehr, nämlich 3 bis n Anschlüsse möglich sind die willkürlich in der Schaltfolge durch 3 bis n Schaltzylinder gesteuert werden können.

   L e e r s e i t e