DE2130656A1

DE2130656A1 - Rueckschlagventil fuer Medienstroeme

Info

Publication number: DE2130656A1
Application number: DE19712130656
Authority: DE
Inventors: Curtis John Harold
Original assignee: ADAN HYDRAULICS Ltd; CURTIS JOHN HAROLD
Current assignee: ADAN HYDRAULICS Ltd; CURTIS JOHN HAROLD
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1971-06-21
Publication date: 1971-12-23
Also published as: GB1350379A; DE7123781U; FR2099804A5

Description

Patentanwalt

Karl A. B r ο s e

V/.-r:si. ...■.?.,0,70.7 ;:J^

DBr/Fo München-Pullach, 21. Juni 1971

ADAN HYDRAULICS AND JOHN HAROIJ) CURTIS, Gresham Road, Staines, Middlesex, England und 7 Gordon Drive, Chertsey, Surrey, England

Rückschlagventil für Medienströme

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für Medienströme.

Durch die Erfindung ist ein Rückschlagventil für Medienströme geschaffen, das folgende Bestandteile aufweist: Einen Einlaßkanal, einen Auslaßkanal, einen Hauptschließteil des Ventiles zum Abdichten des Einlaßkanales gegenüber dem Auslaßkanal, eine Mediendruckkammer, die teilweise durch die Hinterfläche des Hauptschließkörpers des Ventiles gebildet ist, einen Drosseldurchlaß zur Verbindung der Auslaßseite des Ventiles mit der Druck — kammer, einen Entlastungskanal zur Verbindung der Einlaßseite des Ventiles mit der Druckkammer und Vorrichtungen, um wahlweise den Entlastungskanal zu- öffnen und zu schließen, wobei die relativen Abmessungen des Entlastungskanales und des Drosselkanales derart gewählt sind, daß beim Betrieb, wenn der Entlastungskanal geöffnet ist, ein Druckdifferential über den Hauptschließteil des Ventiles erzeugt wird, welches letzteren aus seiner Dichtlage abhebt, so daß Medium vom Auslaßkanal zum Einlaßkanal strömen kann.

Besagte Vorrichtungen schließen einen zweiten oder sekundären Schließteil des Ventiles ein, um die Druckkammer von der Me-

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dienzufuhrseite des Ventiles abzudichten.

Der Entlastungskanal kann in dem Hauptschließteil des Ventiles ausgebildet sein. In diesem Falle ist, wenn der sekundäre Schließteil des Ventiles in seiner geschlossenen Lage befindlich ist, die Druckkammer bezüglich des Einlaßkanales abgedichtet und wenn er in seiner offenen Lage befindlich ist, läuft Medium von der Druckkammer zum Einlaßkanal. Weiterhin kann in diesem Fall der Hauptschließteil des Ventiles eine ™ Verlängerungshülse und einen gleitbar in der Hülse angeordneten Stift aufweisen, welcher im Betrieb bewegbar ist, um den sekundären Ventilschließteil zu öffnen.

Alternativ dazu kann der Entlastungskanal in einer vom Hauptventilschließteil eatCorat liegenden Lage vorgesehen sein und steht hierbei in Verbindung mit der Niederdruckseite des Druckmedienversorgungssystemes, beispielsweise in einem Kanal, der von der Druckkammer zu einem Medienzufuhrvorratsbehälter führt.

In beiden Fällen gleicht der Drosselkanal den Druck in der Druckkammer und dem Auslaßkanal aus«

Der sekundäre Ventilschließteil kann mittels mechanischer, elektromechanischer oder hydraulischer Kräfte gegen die Kraft von Federvorrieiatungen betätigt werden, welche den sekundären Teil gegen einen Ventilsitz zwingen, der in dem Entlastungskanal ausgebildet ist»

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:

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Fig. 1 einen Schnitt in der Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagventiles für Medienströme;

Fig. 2 einen Schnitt in der Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventiles für Medienströme; und

Fig. 3 eine abgewandelte Form des in Fig. 1 veranschaulichten Ventiles.

In Figur 1 ist allgemein ein Ventilgehäuse mit 1 bezeichnet und weist einen Einlaßkanal 2 und einen Auslaßkanal 3 auf. Ein Hauptventilschließteil in Form eines Ventilkegels ist allgemein mit 4 bezeichnet und wird mittels einer Feder 6 gegen einen Ventilsitz gehalten, derjclurch eine Schulter 5 im Einlaßkanal gebildet ist. Ein hohler zylindrischer Fußteil 7 des Ventilkegels 4 bildet zusammen mit dem Gehäuse 1 eine Druckkammer 8, wobei die Feder 6 zwischen der Gehausewandung 9 und einer inneren Schulter 10 gehalten ist, welche in dem Fußteil 7 ausgebildet ist. Der Fußteil 7 des Ventilkegels 4, welcher die Kammer 3 wirksam bezüglich des Auslaßkanales 2 abdichtet, weist Schmiernuten 11 auf. Der Ventilkegel 4 ist weiterhin mit einer begrenzten Drosselbohrung 12 versehen. Ein in dem Kopf 14 des Ventilkegels ausgebildeter Kanal 13 stellt die Medienverbindung zwischen der Druckkammer 8 und dem Einlaßkanal 2 her. Ein sekundärer Ventilschließteil in Form eines Steuerkegels 15 ist mittels einer Feder 17 gegen einen Ventilsitz gehalten, der durch eine Schulter 16 im Kopf 14 ausgebildet ist. Obwohl der Ventilsteuerkegel als kegelstumpfförmiger Bauteil veranschaulicht ist, kann er in Jeglicher Form ausgebildet sein und könnte beispielsweise eine kugelige Form aufweisen. Die Feder 17

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ist zwischen der Hinterfläche des Steuerkegels Iß und einer hohlen Buchse 18 angeordnet, welche in das Hinterende des Kanäles 13 eingeschraubt ist.

Beim normalen Betrieb, wenn der Druck im Einlaßkanal 2 um einen Betrag größer ist, der durch die Kraft der Feder 6 bestimmt wird, ist der Hauptventilkegel 4 abgehoben, um einen Medienstrom zwischen den Kanälen 2 und 3 zuzulassen. Wenn der Strom nachläßt, schließt sich der Ventilkegel 4.

Falls es notwendig ist, einen Medienstrom in der umgekehrten Richtung zu erzeugen, d.h. vom Auslaßkanal 3 zum Einlaßkanal 2, dann wird eine Stoßstange 19 betätigt, beispielsweise mittels elektromechanischer, mechanischer oder hydraulischer Kräfte, um den Steuerkegel 15 gegen die Federwirkung der Feder 17 und den Mediendruck in der Kammer 8 abzuheben. Dies ermöglicht, das Medium von der Kammer 8 durch den Kanal 13 undin den Einlaßkanal 2 führt. In diesem Zustand wird zwischen der Kammer 8 und dem Kanal 3 ein Druckdifferential erreicht, und dieser Druckdifferential nimmt zu, und zwar in einer Menge, die durch die relativen Abmessungen des Kanals 13 und der Drosselbohrung 12 gesteuert wird, bis die Kraft der Feder 6 überwunden ist, wonach der Hauptventilkegel 4 von seinem Sitz freikommt. Folglich fließt dann Medium von dem Auslaßkanal 3 zum Kanal 2.

Wenn die Stoßstange 19 zurückgezogen wird, gelangt der Steuerkegel 15 wieder auf seinen Sitz und der Druck in der Kammer und in dem Kanal 3 wird über die Drosselbohrung 12 ausgeglichen, so daß der Hauptventilkegel 14 veranlaßt wird, durch die Feder 6 wieder auf den Sitz gedrückt zu werden.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Eückschlagventiles veranschaulicht, welches in der

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Bauweise und Arbeitsweise dem in Figur 1 veranschaulichten Ventil sehr ähnlich ist. Polglich wurden gleiche Teile in „ _Λ mit einem Strich gekennzeichneten „ Figur 2 mit entsprechenden/Bezugszeichen versehen. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Ventilen besteht darin, daß in der in Figur 2 veranschaulichten Bauweise des Ventiles der Steuerkegel 15' nicht im Inneren des Hauptventilkegels 4* angeordnet ist, sondern in einem Kanal 20 vorgesehen ist, welcher eine Verbindung zwischen der Kammer 8* und einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für Zufuhrmedium herstellt. Der Kegel 15' ist mittels einer Feder 22 gegen einen Ventilsitz gehalten, welcher durch eine hohle Buchse 21 gebildet wird, die in dem Kanal 20 befestigt ist. Ein Ende der Feder liegt an der Buchse 21 an und das andere Ende liegt an einer Schulter 23 im Kanal 20 an. Ein begrenzter Drosselkanal 24 ist in diesem Falle im Gehäuse 1' des Ventiles ausgebildet und stellt die Verbindung zwischen der Kammer 8' und dem Auslaßkanal 3¹ her.

Beim normalen Betrieb, wenn der Druck im Kanal 2¹ größer ist als der Druck im Kanal 3'» kommt der Hauptkegel 4' von seinem Sitz frei und ermöglicht so einen freien Strom von Medium vom Einlaßkanal 2'zum Auslaßkanal 3¹. Beim Nachlassen des Stromes schließt sich der Hauptkegel 4' in seinen Sitz und verhindert somit einen Strom mit umgekehrter Richtung vom Auslaßkanal 3' zum Einlaßkanal 2'.

Wenn eine Stoßstange 19' betätigt wird, (in gleicher Weise wie die Stoßstange 19) öffnet sie den Steuerkegel 15* und folglich nimmt der Druck in der Kammer 8¹ ab. Die relativen Abmessungen des Drosselkanales 24 und des Kanales 20 steuern das Druckdifferential zwischen der Kammer 8¹ und dem Auslaß 3' und wenn die durch dieses Differential erzeugte resultierende Kraft einen zuvor festgelegten Wert erreicht, der durch die Feder 6* de-

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finiert wird, kommt der Hauptkegel 4¹ von seinem Sitz frei und ermöglicht so einen Medienstrom von der Kammer 3' zu der Kammer 2'. Das Zurückziehen der Stoßstange 19'ermöglicht es, daß der Kegel 15'unter der kombinierten Wirkung des Mediendruckes und der Feder 22 wieder auf seinen Sitz kommt. Der Druck in der Kammer 8' und dem Kanal 3^r wird dann über den Drosselkanal 24 ausgeglichen, so daß der Hauptkegel 4¹ durch die Feder 6¹ wieder auf seinen Sitz bewegt wird.

In Figur 2 ist die Steuerventilanordnung in dem Ventilgehäuse 1' ausgebildet. Als Alternative zu dieser Bauweise könnte die Steueranordnung vollständig getrennt angeordnet und von dem Hauptventil entfernt vorgesehen sein.

In Figur 3 ist eine abgeänderte Form des in Figur 1 gezeigten Ventiles veranschaulicht und folglich sind ähnliche Teile in Figur 3 durch entsprechende mit Doppelstrich versehene Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Bauweise ist der Kopf 14' ' des Hauptventilschließteiles mit einer Verlängerung in Form einer zylindrischen Hülse 25 versehen, welche eine Anzahl von radial verlaufenden öffnungen 26 aufweist. In der Hülse 25 ist ein Auslöserstift 27 gleitend verschiebbar angeordnet, dessen eines Ende mit einem Kopf 28 ausgebildet ist, und dessen anderes Ende einen abgeschrägten Teil 29 aufweist. Im Inneren des Hauptventilschließteiles, welches derart ausgebildet ist, daß es auf einem Ventilsitzeinsatz 30 aufsitzt, ist ein sekundärer Ventilschließteil in Form einer Steuerkugel 31 angeordnet, welche mittels einer Feder 17'' gegen einen Ventilsitz gehalten ist, der durch eine Schulter 16'' im Kopf 14*· gebildet ist. Die Feder 17'* ist zwischen der Steuerkugel 15 und einer hohlen Buchse 18 ^fl angeordnet, welche in das Hinterende des Kanales 13*' eingeschraubt ist. Wie in der Bauweise gemäß Fig. 1 bildet ein hohler zylindrischer Fußabschnitt 7'¹ des Haupt-

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kegeis 4¹¹ zusammen mit dem Gehäuse 1¹¹ eine Druckkammer 8¹¹, Jedoch ist in diesem Falle die Feder 6¹' zwischen einem Gehäusestopfen 32 mit einer Dichtung 33 und der inneren Schulter 10" gehalten, die in dem Fußabschnitt 7¹¹ ausgebildet ist.

Der normale Betrieb des in Figur 3 veranschaulichten Ventiles ist identisch zu dem Ventil, welches in Figur 1 veranschaulicht ist, d.h. der Hauptventilkegel V' wird von seinem Sitz angehoben, um einen Medienstrom zwischen dem Kanal 2¹¹ und dem Kanal 3¹¹ zuzulassen. Falls es notwendig ist, einen Medienstrom in der umgekehrten Richtung zu haben, d.h. von dem Auslaßkanal 3" zum Einlaßkanal 2", wird eine Stoßstange 19^fl betätigt, um den Steuerkegel 31 durch Eingriff mit dem Auslöserstift 27 von seinem Sitz anzuheben» Dies läßt einen Medienstrom von der Kammer 8'' durch den Kanal 13'' und die öffnungen 26 in den Einlaßkanal 2¹¹ zu. In diesem Zustand wird zwischen der Kammer 8'' und dem Kanal 3'' ein Druckdifferential erreicht, und dieses Druckdifferential nimmt, wie in dem Falle der Bauweise gemäß Figur 1, mit einer Menge zu, die durch die relativen Abmessungen des Kanales 13¹¹ und der öffnungen 26 und der Drosselbohrung 12¹¹ bestimmt wird, bis die Kraft der Feder 6¹¹ überwunden wird, wonach der Hauptventilkegel 4'· von seinem Sitz angehoben wird. Folglich fließt dann Medium von dem Auslaßkanal 3' ' zum Einlaßkanal 2".

Die zuvor beschriebenen Rückschlagventile können Verwendung finden, in den Fällen, in denen Medienströme in einer Richtung ermöglicht werden sollen und in denen unter bestimmten Umständen gleichfalls eine umgekehrte Strömungsrichtung erwünscht ist. Insbesondere würde beispielsweise ein Anwendungsfall erfindungsgemäß-er Ventile dort sein, wo Druckmedium in seinem Druck ansteigen soll und positiv eine Last mittels eines Kolbens in einer Lage halten soll, wobei die umgekehrte

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Strömungsrichtung Verwendung findet, um den Druckkolben unter Schwerkraftwirkung abzusenken, wenn dies notwendig ist. In diesem Fall kann das Ventil in den Druckkolben selbst eingebaut sein. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Ventile gleichfalls sehr zweckdienlich, um den Medienstrom für eine Klemmvorrichtung zu steuern, wie sie bei Scherpressen Verwendung findet. In diesem Fall wird das Druckmedium durch das Ventil in einer Richtung geleitet, um die Klemme abzusenken und um sie positiv geführt an einem Werkstück während des Scherens festzuhalten, wohingegen die umgekehrte Strömungsrichtung Verwendung findet, um die Klemmlast an dem Werkstück loszulassen und die Klemme nach dem Abscheren anzuheben.

Es ist offensichtlich, daß ein Vorteil der zuvor beschriebenen Ventile darin besteht, daß während sie eine Rückschlagwirkung während der normalen Arbeitsweise aufweisen, diese, falls es notwendig ist, gegen den Druck geöffnet werden können und zwar kann dies mit einem relativ geringen Kraftaufwand geschehen, um dadurch einen Strom in der umgekehrten Richtung zuzulassen. Weiterhin kann durch das Steuerventil eine stoßartige Belastung des Systemes vermieden werden, indem dieses als Dek-ompressionsventil betätigt wird oder wirkt.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Hückschlagventil für Medienströme mit einem Einlaßkanal, einem Auslaßkanal und einem Hauptventilschließteil zum Abdichten des Einlaßkanales bezüglich des Auslaßkanales, gekennzeichnet durch eine Mediendruckkammer (8, 8', 8"), die teilweise durch die Hinterfläche des Hauptventilschließteiles (4, 4¹, 4") gebildet ist, einen Drosselkanal (12, 24, 12") zum Verbinden der Auslaßsseite des Ventiles mit der Durckkammer, einen Entlastungskanal (13» 20, 13'') zur Verbindung der Einlaßseite des Ventiles mit der Druckkammer und durch Vorrichtungen (15, 19; 15', 19'; 31, 19'') zum wahlweisen öffnen und Schließen des Entlastungskanales, wobei die relativen Abmessungen des Entlastungskanales und des Drosselkanales derart sind, daß im Betrieb, wenn der Entlastungskanal (13» 20, 13*') geöffnet ist, ein Druckdifferential über den Hauptventilschließteil (4, 4¹¹, 4¹) erzeugt/, welches/aus dessen Dichtlage abhebt, so daß Medium vom Auslaßkanal (3, 3¹, 3¹¹) zum Einlaßkanal (2, 2', 2") strömen kann.

Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (13, 13") im Hauptventilschließteil (4, 4") ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruc-h 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (20) in einer vom Hauptventilschließteil entfernten Lage angeordnet ist und in Verbindung mit der Niederdruckseite des Druckmediumzufuhrsystemes steht.

4. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum wahlweisen öff-

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neu und Schließen des Entlastungskanales einen zweiten Ventilschließteil (15, 15', 31) aufweisen.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß der zweite Ventilschließteil gegen die Kraft von Federvorrichtungen (17, 22, 17")» welche den zweiten Ventilteil federnd gegen einen in dem Entlastungskanal ausgebildeten Ventilsitz halten, mittels mechanischer, elektromechanischer oder hydraulischer Kräfte in die Offenstellung betätigbar ausgebildet ist.

6. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche 2, 4- oder 5 im Zusammenhang mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptventilschließteil (4¹¹) mit einer Verlängerungshülse (25) ausgebildet ist, in der ein Stift (27) gleitend verschiebbar angeordnet ist, welcher im Betrieb zum öffnen des zweiten Ventilschließteiles bewegbar ist.

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