DE2413692B2

DE2413692B2 - Rueckschlagventil mit zusaetzlicher druckmittelbetaetigung

Info

Publication number: DE2413692B2
Application number: DE19742413692
Authority: DE
Inventors: 8011 Baldham; Zenker Siegfried 8011 Poing Brunnen Rudolf
Original assignee: Heilmeier & Weinlein, Fabrik für Oel-Hydraulik, 8000 München
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DE2413692C3; DE2413692A1

Description

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zusätzlicher eigener Längenbedarf des Rückschlagventils. Wenn man jedoch Wert darauf legt, ohne Demontage oder wenigstens räumliche Verlagerung der weiterführenden Rohrleitungsstücke das erfindungsge^" mäße Rückschlagventil aus einer Leitung ausbauen und in diese wieder einbauen zu können, wird die Anordnung gemäß Anspruch 2 vorgezogen. Bei dieser Anordnung gehört zum Rückschlagventil auch noch die Rohrleitungsdistanzhülse, die zusammen mit dem Rückschlagventil als Einheit seitlich aus der Rohrleitung herausgezogen werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt längs einer Radialebene durch ein Bauelement eines erfindungsgemäßen Nachsaugventils in erster Ausführungsform,

Fig.2 einen Schnitt gemäß Fig. I, jedoch mit teilweise in die Zeichenebene verlagerter Darstellung, eines gegenüber F i g. 1 vervollständigten Nachsaugventils gemäß der Erfindung, und zwar mit einer Abwandlung,

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Rohrleitungsabschnitt mit auf eine erste Weise eingebautem Nachsaugventil gemäß der Erfindung und

F i g. 4 einen entsprechenden Querschnitt durch einen Rohrleitungsabschnitt mit einer zweiten Einbaumöglichkeit eines Nachsaugventils gemäß der Erfindung.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist ein flanschartiger Ring 10 an seinen beiden Stirnflächen mit je einem Dichtungsring 12 bzw. 14 aus Kupfer versehen, der in den Ring eingelassen ist. An der in der Zeichnungsebene unteren Stirnseite 16 des Rings 10 ist um dessen Öffnung herum ein Ventilsitz 18 eines als Ventilverschlußstück dienenden Ventiltellers 20 vorgesehen; der Ventilsitz kann dabei gegebenenfalls unmittelbar an dem Ring ausgeformt sein, ohne daß dies eine notwendige Bedingung ist. Dieser Ventilteller 20 weist einen zentralen Schaft 22 auf, welcher durch eine zentrale öffnung 24 des Rings hindurch und über die andere Stirnseite 26 des Rings hinausragt. Der Schaft 22 ist längs der zentralen Achse des Rings 12 in einem aus zwei Haltearmen 28 und 30 bestehenden Haltestern gleitend verschieblich gelagert. In der Darstellung der F i g. 1 ist die öffnung 24 teilweise in die Zeichnungsebene gedreht, wenn auch tatsächlich die beiden Haltearme 28 und 30 radial miteinander fluchten. Man kann jedoch alternativ ebenso einen einzigen Haltearm ooer einen Haltestern aus drei oder mehr Haltearmen vorsehen, wobei dann der Haltearm 30 unter einem Winkel gegenüber dem Haltearm 28 orientiert ist und die Öffnung 24 tatsächlich in der Zeichnungsebene der F i g. 1 liegt.

Die von den Haltearmen 28, 30 gemeinsam gebildete zentrale Nabe 32 weist eine mit zwei konzentrischen Stufen 34 und 36 versehene zentrale Erhöhung auf. Auf der radial inneren und gleichzeitig höheren Stufe 26 stützt sich eine als Druckfeder angeordnete Schließfeder 38 ab, die konzentrisch mit dem Schaft 22 verläuft und an ihrem anderen Ende an einer Stufe 40 einer Hülse 42 am freien Ende des Schaftes 22 abgestützt ist, welche durch einen Haltering 44 am Stiel 22 fixiert ist. Die Schließfeder 38 dient dabei als Rückholfeder des Ventiltellers 20 in Richtung zum Ventilsitz 18. d. h. als Ventilfeder.

Weitere Einzelheiten des in Fig. 1 gezeigten Bauelements werden später noch im Zusammenhang einer Beschreibung des ganzen Nachsaugventils anhand

von F i g. 2 beschrieben.

Wie man aus F i g. 2 erkennen kann, ist zentral auf den zweiarmigen Armstern der Haltearme 28, 30 ein Zylinder 50 mit flacher Stirnfläche 52 und entsprechend flacher Gegenfläche aufgesetzt. Der Zylinder 50 weist einen geschlossenen Boden 54 auf. In den zylindrischen Innenraum des Zylinders 50 ist ein Hohlkolben 56 geführt, der in seiner geschlossenen Außenfläche einen zentralen Fortsatz 58 hat, welcher in der in F i g. 2 dargestellten Normallage am Grund des Innenraums des Zylinders 50 anliegt. Alternativ kann auch ein gesonderter Anschlag vorgesehen sein. Diese normale Anlage wird durch eine zweite Druckfeder bewirkt, welche als Rückstellfeder 60 zwischen dem Grund des Hohlkolbens 56 und der anderen Stufe 34 des zentralen Teils des von den Haltearmen gebildeten Armsterns eingespannt ist. Die Rückstellfeder 60 ist jedoch bei der dargestellten Ausführungsform stärker bemessen als die Schließfeder 38, um die sie konzentrisch unter gemeinsamer konzentrischer Anordnung um den Schaft 22 angeordnet ist.

Die Stufe 34 hat dabei eine größere radiale Ausdehnung, als zur Abstützung der Rückstellfeder 60 benutzt wird. Der von der Rückstellfeder 60 nicht belegte Raum 62 kann dabei als Begrenzungsanschlag dienen, welcher mit dem freien Rand 64 des Hohlkolbens 56 zusammenwirkt und dessen maximalen Hub begrenzt.

Zur Befestigung des Zylinders 50 dient eine eingelassene Schraube 66, welche bei 68 in einen erweiterten, tatsächlich nicht in der Zeichenebene liegenden Bereich des Haltearms 30 eingreift. In der Fig. 1 ist das entsprechende Sackloch bei 68 zu erkennen, welches mit einem Schraubgewinde versehen ist, sich tatsächlich jedoch nicht in der Zeichenebene befindet. Man kann mehrere über den Umfang verteilte derartige Schrauben bedarfsweise vorsehen, vorzugsweise vier gleichmäßig über den Umfang verteilt.

Die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Steuerkaminer des Zylinders ist einerseits durch die abgesetzte Ringschulter 70 an der äußeren Stirnfläche des Hohlkolbens 56 radial außerhalb des Fortsatzes 58 und andererseits durch eine ringförmige Ausdrehung 72 im zylindrischen Innenraum des Zylinders 50 gegeben. In einer Ecke des Zylinders mündet ein Stichkanal 74 in der Wand des Zylinders 50, der zunächst unter 45° radial auswärts in den Boden des Zylinders 50 verläuft und dort an eine weitere Kanalbohrung 76 anschließt, die von der Stirnfläche des Zylinders achsparallel bis in den Boden 54 des Zylinders verläuft und sich in den Haltearm 28 hinein fluchtend über einen kurzen Bohrungsabschnitt 78 (Fig. 1) fortsetzt. Am Übergang ist eine Dichtung 80 in den Haltearm eingelassen.

Da die Haltearme und der Ring 10 aus einem Stück bestehen, kann der Bohrungsabschnitt 78 innerhalb des Rings ohne weitere Abdichtung durch eine Radialbohrung 82 fortgesetzt werden, die am Umfang des Rings 10 in eine Erweiterung 84 mündet. In diese Erweiterung kann ein weiterführender Rohrleitungsanschluß 86 eingesetzt werden, und zwar unter Zwischenschaltung einer Dichtung 88. In Fig. 1 und 2 sind etwas verschieden gestaltete Rohrleitungsanschlüsse 86 zeichnerisch dargestellt, die hier nicht weiter beschrieben werden sollen, jedoch in beiden Fällen die Aufgabe haben, einen Druckmittelanschluß zu einer gesteuerten Druckmittelquelle herzustellen, mittels derer die Steuerkammer 70, 72 im Zylinder 50 beaufschlagt werden kann, um den Hohlkolben 56 in der Zeichnungsebene

iiach unten zu bewegen und damit das geschlossene Rückschlagventil unter Mitnahme des Schafts 22 am Grund des Hohlkolbens zwangsweise gegen die Kraft der Rückstellfeder 60 zu öffnen.

An der diametral entgegengesetzten Seite des Rings 10 kann bei der in F i g. 2 abgewandelten Ausführungsform des Rings eine Luftablaßschraube 90 angeordnet sein. Diese wirkt mit einem Konus 92 gegen einen Ventilsitz am einen Ende eines Zusatzkanals 94 innerhalb des Rings 10, der über einer Anschlußbohrung fortgesetzt ist. Diese Anschlußbohrung 96 mündet in einem vom Druckmittel innerhalb der Rohrleitung beaufschlagbaren Bereich zwischen der Kupferdichtung 14 und dem Ventilsitz 18. Wenn durch Umdrehung der Einstellschraube 90 der Konus 92 von einem Sitz am Ende des Zusatzkanals 94 abgehoben wird, gelangt Druckmittel und Luft innerhalb des Zusatzkanals neben dem Konus und über eine Querbohrung 98 in einen zentrischen Kanal innerhalb der Entlüftungsschraube 90 und kann aus dieser an deren axialem freiem Ende 100 heraustreten.

Das Nachsaugventil der Bauart der Fig. 2, gegebenenfalls auch ohne Entlüftungsventil 90 gemäß der Darstellungsweise in Fig 1, kann gemäß Fig.3 zwischen zwei Rohrleitunfsstücken 104 bzw. 106 eingespannt werden, die an ihrem Ende jeweils mit einem Rohrleitungsflansch 108 bzw. 110 versehen sind. Dabei gelangt das Ringteil, welches den Außendurchmesser D hat, zwischen die beiden Rohrleitungsflansche 108 und 110. Die Abdichtung wird durch die beiden Ringdichtungen 12 und 14 bewirkt. Zur Einspannung dienen über den Umfang verteilte Spannschrauben 112, die außerhalb des äußeren Umfangs des scheibenförmigen Ringteils 10 verlaufen. Der Zylinder 50 mit Außendurchmesscr dragt dabei axial in die Rohrleitung 104 hinein. Diese hat einen solchen lichten Durchmesser d-, der beträchtlich größer als der Außendurchmesscr d des Zylinders 50 gewählt ist, daß die Durchströmung nicht behindert wird.

Strichpunktiert ist in F i g. 3 die abgehobene Stellung des Ventiltellers 20 an der anderen Stirnsr.te des Ringteils 10 zu erkennen.

Diese Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, daß das Nachsaugventil nicht einfach seitlich aus der Rohrleitung herausgenommen bzw. in diese wieder eingesetzt werden kann, weil diese Bewegung durch den in das Rohrlcitungsstück 104 eintauchenden Zylinder 50 behindert ist.

Hier schafft die abgewandelte Ausführungsform gemäß F i g. 4 Abhilfe.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß Fig.3 wesentlich durch eine zwischen den beiden Rohrleitungsflanschen 108 und 110 zwischengeschaltete Rohrleitungszwischenhülse 114, deren Länge mindestens gleich dem Überstand des Zylinders 50 über den Ring 10 ist und die sich mit einer Stirnseite 116

ίο durch die Dichtung 12 abgedichtet auf der Zylinderseite der Stirnfläche des Rings abstützt. Beim Lösen der Spannschrauben 112, die hier größere Länge haben müssen, kann dann das ganze Aggregat des Nachsaugventils einschließlich der Rohrleitungsdistanzhülse 114 seitlich aus der Rohrleitung herausgezogen werden.

Man erkennt, daß bei beiden Ausführungsformen die beiden Rohrleitungsabschnitte 104 und 106 axial miteinander fluchten.

Durch ein Vergleich von F i g. 3 und 4 erkennt man

ίο auch, daß die Rohrleitungsabschnitte verschiedenartig gestaltet sein können, wobei einer beispielsweise als Zylinderkopf eines hydraulischen Hochleistungszylinders ausgebildet sein kann. Das Nachsaugventil ist dementsprechend vorwiegend für Hochleistungshydraulik bestimmt. Die Spannbolzen 112 können entweder durch Gegenmuttern 120 oder durch Eingriff in Schraubbohrungen 122 des betreffenden Flansches fixiert werden.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 behindert der

leichte Überstand des Ventiltellers über den Ringteil 10 bei entsprechender etwas überlanger Bemessung der Rohrleitungsdistanzhülse 114 den seitlichen Ein- und Ausbau nicht.

Man kann allerdings auch in Abwandlung von der dargestellten Ausführungsform den Ventilsitz so nach innen versetzt im Ring 10 anordnen, daß der Ventilteller 20 bei Anlage am Ventilsitz überhaupt nicht übersteht. In diesem Sinne ist der Ventilsitz bereits bei der dargestellten Ausführungsform in einer ein wenig gegenüber der weiter radial außenlicgendcn Stirnfläche des flanschartigcn Rings 10 zurückgesetzten Ausdrehung 120 (F i £.2) angebracht, die gegebenenfalls weiter axial nach innen hinein ausgeprägter gestaltet werden kann, gegebenenfalls so weit, daß der Ventilteller 20 völlig in Anlage am Ventilsitz aufgenommen werden kann.

Hierzu 2 BIaU Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil mit zusätzlicher Druckmittelbetätigung, insbesondere als Nachsaugventil in der Zuleitung zum Druckzylinder einer hydraulischen Anlage, mit einem als zwischen die Flansche einer Rohrleitung einspannbarer Ring ausgebildeten Gehäuse, an dessen Öffnung an einer Seite der Ventilsitz für ein in Schließrichtung federbelastates ₎₀ Ventilverschlußstück ausgebildet ist, das einen Schaft trägt, der in einer in der öffnung des Ringes vorgesehenen, mit diesem durch mindestens einen Haltearm verbundenen Nabe gleitet, auf deren Ende der Kolben einer aus dem Kolben, seii.em Zylinder, _IS einer Rückstellfeder und einem Druckmittelzuführungskanal bestehenden Betätigungseinrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ring (10), die Nabe (32) und der oder die Haltearm(e) (28,30) aus einem Stück bestehen und in ₂₀₎ einer Ebene angeordnet sind, daß der Zylinder (50) auf der Nabe dicht aufgesetzt ist und zusammen mit dem als Hohlkolben (56) ausgebildeten Kolben den Schaft (22), die Schließfeder (38) und die Rückstellfeder (60) umgibt, und daß der Druckmittelzuführungs- _2<i kanal (82, 76, 74) ausgehend vom Außenumfang des Rings radial durch diesen und durch einen Haltearm (28) hindurch in der Zylinderwand zu dem Raum zwischen dem Zylinderboden und dem Boden des Hohlkolbens verläuft.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rohrleitungsdistanzhülse (114), deren Länge mindestens gleich dem Überstand des Zylinders (50) über den Ring (10) ist und die zwischen die eine Stirnseite des Rings und die diejenige des j₁₍ benachbarten Rohrleitungsflansches (108) dicht einbaubar ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil mit zusätzlicher Druckmittelbetätigung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1, welches insbesondere als Nachsaugventil in der Zuleitung zum Druckzylinder einer hydraulischen Anlage Verwendung finden kann.

Nachsaugventile sind Rückschlagventile, die z. B. bei einer auch bei der Erfindung möglichen Anwendung in der Ansaugleitung eines zu füllenden Arbeitszylinders, z. B. bei Pressen, angeordnet sind und bei denen das Verschlußteil des Rückschlagventils bedarfsweise durch die Servokraft eines äußeren Druckmittels aufgesteuert werden kann. Gattungsgemäße Nachsaugventile lassen sich zwischen zwei miteinander fluchtenden Rohrleitungsstücken einspannen, von denen eins z. B. der über <_i5 das Nachsaugventil beaufschlagte Arbeitszylinder sein kann. Derartige Nachsaugventile unterscheiden sich dabei von solchen auch bekannten Bauarten, welche zwei unter einem im allgemeinen rechten Winkel stehende Rohrleitungsstücke miteinander verbinden ,-χ, (z.B. Füllventil SF gemäß Prospekt RD 20 475 der Firma REXROTH). Bei gattungsgemäßen Nachsaugventilen ist eine Konstruktion bekannt, bei der der Ring und die Betätigungseinrichtung als gesonderte Baueinheiten vorgesehen sind, von denen die eine Baueinheit zwischen einem Ende der Rohrleitung und einem Distanzstück und die andere Baueinheit zwischen dem anderen Ende des Distanzstücks und der anderen Rohrleitung einspannbar ist und die gesonderte Betätigungseinrichtung mit dem äußeren Druckmittelanschluß versehen ist (Prospekt der Firma Schwelm + Towler Nr. 7.1). Der Ventilsitz ist bei dieser bekannten Anordnung in einer zentralen Ringöffnung ausgebildet und nur die den Schaft des Ventilverschlußstücks führende Nabe von Haltcarmen getragen, Dieses vorbekannte gattungsgemäße Rückschlagventil zeigt eine aufwendige Konstruktion mit erheblichem eigenem Längenbedarf zwischen den Flanschen der Rohrleitung.

Auch bei einem anderen bekannten Rückschlagventil (DL-PS 29 101) ist der Ventilsitz als gesondertes, mit axialem Abstand zu anderen Elementen des Rückschlagventils angeordnet, so daß ein vergleichbarer Längenbedarf für das Rückschlagventil zwischen den Flanschen der Rohrleitung tntsteht. Darüber hinaus ist der Ventilsitz starr mit einem Teil der eigentlichen Rohrleitung verbunden, die also an das Rückschlagventil angepaßt ausgebildet sein muß.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das Rückschlagventil zusammen mit seiner Betätigungsvorrichtung als kompakte Baueinheit auszubilden und dabei den Druckmittelanschluß an den Zylinder der hydraulischen Betätigungsvorrichtung einfach auszubilden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist des erfindungsgemäße Rückschlagventil gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gestaltet.

Es ist an sich bei einer hydraulischen Schieberbetätigung durch einen tellerförmigen Kolben bekannt, die Druckmittelzuführung durch einen radialen äußeren Stichkanal, einen mit dem Kolben achsparallelen durch die Zylinderwand verlaufenden Zwischenkanal und einen schräg einwärts verlaufenden weiteren Stichkanal in dem Raum zwischen dem Zylinderboden und dem Boden des Kolbens vorzusehen (US-PS 30 86 745). Bei dieser Anordnung ist jedoch nicht wie bei der Erfindung ein Kanalabschnitt in einem Haltearm und ein Hohlkolben vorgesehen, der einen Schaft sowie Federn umgibt. Vielmehr ist eine Ventilfeder außerhalb des Zylinders angeordnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil wird der sonst ungenutzte freie Umfang des Ringteils zur Anordnung des für die Servobetätigung des Kolbens erforderlichen Druckmittelanschlusses nutzbar gemacht, wobei ein Haltearm für den Zylinder zugleich als Brücke für den Druckrnittelkanal zum Zylinder genutzt wird. Durch die Anordnung des Schaftes und der beiden Federn im Hohlkolben wird dabei ohne zusätzlichen Raumbedarf eine Beeinträchtigung der Strömung im Rückschlagventil durch außerhalb des Zylinders angeordnete Ventilelemente vermieden. Gegebenenfalls kann dabei der Druckmittelzuführungskanal im Bereich des Umfangs des Ringteils axial oder schräg in diesen verlaufen, wenn er nur zwischen den beiden Flanschen der Rohrleitung zugänglich ist. Zweckmäßigerweise ist der Anschluß jedoch radial vorgesehen. Dann kann insbesondere der Druckmittelkanal im Haltearm mit seinem im Ringteil verlaufenden Abschnitt fluchtend ausgebildet sein, so daß in einfacher Weise durch Herstellung von Stichbohrungen eine im wesentlichen radiale Führung des Druckmittelkanals im Ringteil und im Haltearm erfolgen kann.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil läßt sich beispielsweise unmittelbar nur mit seinem Ring zwischen zwei Flanschen der Rohrleitung einspannen; dann ragt der Zylinder in das eine Ringteil hinein und über den Längenbedarf des Rings hinaus entsteht kein