DE2235515B2 - Druckmittelbetaetigtes dreiwegeventil zum umsteuern hydraulischer medien - Google Patents

Description

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Hydraulische Betätigungsvorrichtungen elektrischer Schalter, insbesondere elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter, weisen einen aus Kolben und Zylinder bestehenden Antrieb auf, der in Abhängigkeit von Ein- und Ausschaltkommandos die beweglichen Schaltstücke des Schalters öffne! oder schließt. Zur Steuerung dieses hydraulischen Antriebs können Dreiwegeventile als Umslcuerveniilc Verwendung finden.

Ein derartiges Ventil ist aus der deutschen Gcbrauchsmusterschrifi 70 13 745 bekannt. Hierbei sind die Betätigungskolben mit Ventildichtflächen verschen, die scheibenringförmige Dichtungen tragen, die ihrericiis bei Betätigung gegen ringförmige Vorsprünge der zugehörigen VcniiKii/e gedrückt werden.

Eine besonder' vorteilhafte Steuerung eines hydraulisehen Schalterantricbs ergibt sich, wenn der Vcntilausgangsraum. der zwischen beiden Absperrstellcn liegt, mit dem Antriebszylinder verbunden ist und über die als Ein- und Auslaßventil ausgebildeten Ventilverschlußteile wahlweise mit Druck beaufschlagt oder drucklos gemacht wird. Eine derartige Steuerung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn der Antriebskolbcn für den Schalterantrieb als Differentialkolben ausgebildet ist und auf seiner kleinflächigen Seite dauernd mit dem Druck des Druckmittels belastet und Huf seiner großflächigen Seite wahlweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist.

Damit läßt sich über das druckmittelbetätigte Dreiwegeventil der vorausgesetzten Art eine einfache Umsteuerung des hydraulischen Schalterantriebes erreichen.

Wegen der hohen Drücke, die sich beim Umsteuern eines Antriebes elektrischer Leistungsschalter ergeben, kommen Ventilverschlußteile mit Scheibendichtungen nicht in Betracht. Man sieht bevorzugt Kegeldichtungen ^o vor. Die Fertigung eines derartigen Dreiwegeventils ist schwierig, weil die über die Ventilstange miteinander gekoppelten Ventilverschlußteile (Kegelventilverschlußteile) genau in den zugehörigen Ventilsitz passen müssen. Ein geringfügiger Mittenversatz des Ventilsitzes führt zu unerwünschten, die eindeutige Steuerung des Schalterantriebes beeinträchtigenden Undichtigkeiten zwischen den Ventilverschlußteilen und den

Ventilsitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwegeventil der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die als Kegeiventilverschlußteile ausgebildeten Ventilverschlußteile selbst bei einem größeren Mittenversatz der Ventilsitze dicht schließen, ohne daß der Fertigungsaufwand erhöht wird.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die Ventilstange nur mit einem der beiden Betätigungskolben fest verbunden ist und eine Längsausnehmung des zweiten Betätigungskolbens mit radialem Spiel durchsetzt und darin taumelnd geführt ist.

Durch Anwendung der Erfindung werden Ferligungsungenauigkeiten bei der Ausbildung der Ventilsitze weitgehend ausgeglichen. Dadurch, daß die Ventilstange eine Längsausnehmung des einen Kolbens mit radialem Spiel durchsetzt und darin taumelnd gelagert ist, kann der eine Betätigungskolben sich im Rahmen des ohnehin erforderlichen Spiels zwischen der Kolbenfläche und der Zylinderbohrung im zugehörigen Ventilsitz selbst zentrieren, während der mit der Ventilstange verbundene BeUitigungskolben und dessen Ventilvjrschlußteil durch das radiale Spiel der Ventilslange sich ebenfalls in einer etwts verseiz.ten Ventilsitzb.ihrung selbsttätig zentrieren kann.

Aus der FR-PS 12 11 206 ist zwar eine druekmiitelbetätigie Einrichtung zum Umsteuern hydraulischer Medien bekannt, die zwei mit Ventilsitzen zusammenwirkende Ventilverschlußteile und eine Ventilstange aufweist, die den zwischen den beiden Absperrstellen liegenden Ventilraum und mit radialem Spiel eine Längsausnehmung eines Kolbens durchsetzt. Hierbei findet jedoch eine Umsteuerung nach Art eines Dreiwegeventils, bei dem ein Eingang nur jeweils mit einem von zwei Ausgängen verbunden wird, nicht statt. Das bekannte Ventil hat einen mit einer Druckmittel fördernden Pumpe verbundenen Eingang und einen zu einem Speicher führenden gesteuerten Ausgang, dessen Ventilven,chlußteil von einer federbelasteten Kugel nach Art eines Rückschlagventils ausgebildet ist. Das von der Förderpumpe unter Druck gesetzte Druckmittel strömt in den zum Speicher führenden Ausgang, sobald der Druck die Rückstellkraft des Rückschlagventils überwindet. Der Speicher wird sodann geladen.

Oberhalb.des vorgegebenen Druckwertes der Druckflüssigkeit wird ein weiterer Ausgang des bekannten Ventils freigegeben, wobei die diesen weiteren Ausgang steuernde Kraft einerseits von einem vom Druck am Ausgang belasteten Kolben und andererseits von einem vom Förderdruck der Pumpe belasteten Kolben bereitgestellt wird. Der weitere gesteuerte Ausgang wirkt damit als Überdrucksicherung. Das bekannte Ventil hat daher, abgesehen davon, daß es sich nicht um ein Dreiwegeventil handelt, auch ein anderes Steuerprinzip.

Um in Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Taumelbewegung der Ventilstange ;tu begünstigen, ist vorteilhaft die Ventilstange am Differentialkolben außerdem mit axialem Spiel gelagert.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

In der Figur ist ein Dreiwegeventil in einem Schnitt schematisch dargestellt, dessen Zylinder I als Einschubteil in eine vorbereitete, nicht weiter dargestellte Bohrung eines Steuergehäuses dicht eingeführt wird und mit seinem Flanschrand 2 mit eingesetzten Zapfen 3 in diesem Steuergehäuse festlegbar ist.

Das dargestellte Dreiwegeventil ist insbesondere für den Einsatz als Umsteuerventil für hydraulische Betätigungsvorrichtungen elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter bestimmt.

Im Zylinder 1 ist ein Antriebskolben 4 beweglich geführt, der als Differentialkolben ausgebildet ist. Mit dem Antriebskolben 4 ist eine Stange 5 gekoppelt, die auf ihrer eine^ Seite ein Ventilverschlußteil 6 trägt. Ein zur Umsteuerung des Dreiwegeventils erforderliches zweites Ventilverschlußteil wird von der Fläche 7 des Differentialkolbens 4 gebildet. Die Ventilstange 5 durchsetzt eine als Ventilausgangsraum vorgesehene Bohrung 8, die über eine Öffnung 9 beispielsweise mit einem Schalterantrieb verbunden ist. Die Bohrung 8 ist durch Ventilsitze 10 und 11 zu beiden Stirnseiten begrenzt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Ventiiverschlußteil 6 das Einlaßventil und die Fläche 7 des Differentialkolbens 5 das Auslaßventil unter der Voraussetzung, daß die Stirnseile 12 des Ventilverschlußteils 6 über Bohrungen 13 dauernd mit dem Druck des Druckmittels belastbar ist. Bei einer Druckbeaufschlagung des Differentialkolbcns 4 in Pfeilrichtung 14 gelangt der Differentialkolben 4 in eine Lage, in der die Fläche 7 gegen den Ventilsitz 10 gepreßt wird und das Ventiiverschlußteil 6 vom Ventilsitz 11 abhebt und die durch die Öffnungen 13 gelieferte Druckflüssigkeit dem Ventilausgangsraum 8 und damit der Öffnung 9 zugeführt wird.

Bei einem geringfügigen Miticnversatz der Ventilsitze 10 und 11 in bezug auf die Ventilkörper 6 und 7 ergeben sich durch die taumelnde Lagerung der Venülstange 5 im Differcntialkolben 4 keine Undichtigkeiten.

Für die taumelnde Lagerung ist die Ventilstange 5 mit einen Ansatzstück 15 versehen, das eine Längsausnchmung 16 des Differentialkolbens 4 mit radialem Spiel durchsetzt. Die Länge des Ansatzstückes ist so bemessen, daß das an seinem freien Ende 17 angeordnete Befestigungsorgan ?8 ein axiales Spiel zwischen der Ventilslange 5 und dem Differentialkolbcn 4 ermöglicht. Durch diese Lagerung mit axialem Spiel ist eine weitere Taumelbewegung der Ventilstange möglich, ohne daß die aneinanderliegenden Flächen zwischen der Ventilstange 5 und dem Differentialkolben 4 ballig ausgebildet werden müssen.

Zur Umsteuerung des Dreiwegeventils wird der Differentialkolben vom Druckmittel entlastet und damit entgegen der Pfeilrichtung 14 bewegt. Der Ventilausgangsraum 8 wird dadurch vom Ventilverschlußteil 6 verschlossen und der Ventilsitz 10 freigegeben. Damit stehen die Auslaßbohrungen 19 des Drciwegeventiles mit dessen Ausgang 8,9 in Verbindung.

Die Ventilstange 5 hat einen Bund 20, der gegen die Stirnfläche 21 des Kolbens 4 bei Druckbcaufschlagung in Pfeilrichtung 14 dichtend angedrückt wird. Dadurch werden Leckverluste durch die Längsausnehmung 16 vermieden. Der Bund 20 dient hauptsächlich als Mitnehmer für die Ventilstange 5.

Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, ein Dreiwegeventil mit einfachen Methoden zu fertigen, wobei an die Genauigkeit der Ventilsitzzenirierung keine erhöhten Anforderungen gestellt werden müssen, weil durch die taumelnde Lagerung der Ventilstange eine Selbstzentrierung der Ventilkörper erfolgt und damit die Ventilsitze in ausreichendem Maße abdichtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

■) Patentansprüche:

1. .Druckmittelbetätigtes Dreiwegeventil zum Umsteuern hydraulischer Medien mit zwei Betäti- ; gungskolben unterschiedlichen Durchmessers, zwei voneinander abgewandten Ventilsitzen, mit denen wechselseitig zwei Ventildichtflächen zusammenwirken, die von den den Ventilsitzen zugewandten Seiten der Betätigungskolben gebildet werden und mit einer Veniilstange, die den zwischen den beiden Absperrstellen liegenden Ventilraum durchsetzt und durch die die beiden Betätigungskolben miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Veniilstange (5) nur mit einem (6) der beiden Betätigungskolben fest verbunden ist und eine Längsausnehmung (16) des zweiten Betätigungsko!- bens (4) mit radialem Spiel durchsetzt und darin taumelnd geführt ist.

2. Dreiwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstunge (5) am zweiten Betüligungskolben (4) mit axialem Spiel gelagert ist.