DE2424321A1

DE2424321A1 - Absperrventil fuer hohe und hoechste drucke, insbesondere fuer hochdruckspritzpistolen

Info

Publication number: DE2424321A1
Application number: DE2424321A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Woma Apparatebau GmbH
Current assignee: Woma Apparatebau GmbH
Priority date: 1974-05-18
Filing date: 1974-05-18
Publication date: 1975-11-20
Also published as: JPS50158919A; US4009860A; JPS5336887B2; GB1464850A

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 43 ₇25/Di. Hans Dieter Gesthuysen

Patentanmeldung

Woma-Äpparatebau

Wolfgang Maasberg & Co. GmbH,

414 Rheinhausen,
Werthauser Straße 77 - 79

4300 Essen, den 25. April 1974 Theaterplatz 3

"Absperrventil für hohe und höchste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen"

Absperrventile für hohe und höchste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Vor allem sind solche bekannt, welche aus einem durch das abzusperrende Druckmedium - eine Flüssigkeit oder ein Gas - angetriebenen Dif fereritialkolben, v/elcher in einem Zylinder des Ventilgehäuses zwischen einem Eintrittsstutzen und einem Austrittsstutzen für das Druckmedium gegen einen dem Austrittsstutzen zugeordneten .Dichtsitz arbeitet, und aus einem in Strömungsrichtung hinter dem Differentialkol-

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ben in einer gemeinsamen Druckkammer angeordneten Steuerkolben mit zugeordneter Betätigungsvorrichtung bestehen, wobei zwischen der Außenwand des Differentialkolbens und der Innenwand des Zylinders'eine aus dem Eintrittsbereich des Druckmediums in die Druckkammer führende Drosselstrecke gebildet ist. Bei einer bekannten Ausfuhrungsform weist der Differentialkolben eine axiale Durchgangsbohrung mit einem auf der dem Dichtsitz für den Differentialkolben gegenüberliegenden Seite angeordneten Ventilsitz für den dagegen mittels der Betätigungsvorrichtung verstellbaren Steuerkolben auf. Befindet sich der Steuerkolben in Schließstellung, wird dieser also gegen den Ventilsitz am Differentialkolben zum Absperren der axialen Durchgangsbohrung angedrückt, Dazu weist die Betätigungsvorrichtung eine an den Steuerkolben angeschlossene Kolbenstange auf, welche von einer den Steuerkolben beaufschlagenden Druckfeder umgeben ist. Folglich resultiert die Schließkraft bei dieser bekannten Ausführungsform aus der Federkraft der jeweils eingesetzten Druckfeder. Das wiederum führt zu verhältnismäßig hoher Öffnungs- und Haltekraft, die im Falle von Hochdruckspritzpistolen von den Bedienungspersonen manuell aufgebracht werden muß. - Hier will die Erfindung Vereinfachung und Erleichterung schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil für hohe und hähste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, zu schaffen, welches sich unter Verzicht auf den Einsatz einer Druckfeder oder sonstigen Feder durch besonders einfache und extrem leichte zu betätigende Bauweise auszeichnet.

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil für hohe und höchste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, bestehend

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aus einem durch das abzusperrende Druckmedium angetriebenen Differentialkolben, welcher in einem Zylinder des Ventilgehäuses zwischen einem Eintrittsstutzen und einem Austrittsstutzen für das Druckmedium gegen einen dem Austrittsstutzen zugeordneten Dichtsitz arbeitet, und aus einem in Strömungsrichtung hinter den Differentialkolben in einer gemeinsamen Druckkammer angeordneten Steuerkolben mit zugeordneter Betätigungsvorrichtung, wobei zwischen der Außenwand des Differentialkolbens und der Innenwand des Zylinders eine aus dem Eintrittsbereich des Druckmediums in die Druckkammer führende Drosselstrecke gebildet ist. Die Erfindung besteht darin, daß der Differentialkolben durch die Druckkammer von dem Steuerkolben getrennt ist und der Steuerkolben sich wie der Differentialkolben infolge Druckbeaufschlagung durch das Druckmedium von der Druckkammerseite her in Schließstellung befindet und nach Zurückdrücken in Offenstellung mittels der Betätigungsvorrichtung einen in dem Ventilgehäuse angeordneten sowie in Strömungsrichtung vor dem Dichtsitz des Differentialkolbens in den Austrittsstutzen mündenden Bypaß-Kanal freigibt. Durch Freigabe des Bypaß-Kanals steht der Austrittsstutzen mit der Druckkammer in Verbindung, wodurch in der Druckkammer Druckabbau unter den im Eintrittsbereich zwischen Differentialkolben und Dichtsitz herrschenden Druck erfolgt. Da der Differentialkolben im Eintrittsbereich des Druckmediums einen geringeren beaufschlagten Querschnitt als im Druckkammerbereich aufweist, wird der Differentialkolben erst im Zuge des Druckabbaus in der Druckkammer zurückgedrückt und hebt dann von seinem Dichtsitz ab. Sobald die Betätigungsvorrichtung den Steuerkolben wieder freigibt, wird dieser durch den in der Druckkammer noch vorhandenen Druck in Schließstellung zurückgedrückt, sperrt folglich den Bypaß-Kanal ab, so daß nicht länger Druckausgleich zwischen der Druckkammer und dem Austrittsstutzen stattfindet, vielmehr das über die Drosselstrecke in die Druckkam-

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mer eindringende Druckmedium dort erneut Überdruck aufbaut und der Differentialkolben aufgrund des Differenzdruckes zwischen Druckkammer einerseits und Eintrittsbereich andererseits wieder in seine Schließstellung zurückgedrückt wird. Der Differentialkolben ist im Eintrittsbereich des Druckmediums als Ventilkegel aufgeführt und weist dort einen geringeren Querschnitt als im Bereich der zu der Druckkammer führenden Drosselstrecke auf.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß dem Steuerkolben ein in den Zylinder des Ventilgehäuses druckdicht eingesetzter Ventilkörper mit einem oder mehreren von der Druckkammer zu dem Bypaß-Kanal führenden und von dem Steuerkolben absperrbaren Ventilkanälen zugeordnet ist. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Steuerkolben unter Verzicht auf einen Ventilkörper unmittelbar in dem Ventilgehäuse geführt ist. Erfindungsgemäße* ist dem Steuerkolben als Betätigungsvorrichtung ein von einem Betätigungshebel beaufschlagter und bei dessen Betätigung den Steuerkolben in Offenstellung zurückdrückender Steuerstift zugeordnet. Dieser Betätigungshebel ist bei Einsatz des erfindungsgemäßen Absperrventils in einer Hochdruckspritzpistole als manuell betätigter Abzugshebel ausgeführt, kann aber auch in anderen Hydrauliksystemen als mechanisch oder hydraulisch betätigter Hebel ausgebildet sein. Der Steuerstift ist druckdicht in dem Ventilkörper, vorzugsweise in einem zentrischen Ventilkanal geführt und gegen das Ventilgehäuse druckdicht abgeschlossen. Im übrigen kann der Steuerkolben als kugelförmiger, kegelförmiger, zylindrischer, plattenförmiger od. dgl. Dichtkörper ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise bildet der Steuerstift mit dem Steuerkolben eine Baueinheit. Grundsätzlich ist der Querschnitt des Steuerkolbens erheblich kleiner als der des Differentialkolbens im Drossel-

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Streckenbereich gewählt, damit trotz hoher und höchster Drucke das Zurückdrücken des Steuerkolbens mittels der Betätigungsvorrichtung in Offenstellung keine Schwierigkeiten bereitet bzw. keine zu hohe Kraft verlangt und folglich unschwer auch manuell erfolgen kann, wie das für eine Hochdruckspritzpistole gewünscht wird.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Absperrventil für hohe und höchste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, verwirklicht wird, welches sich unter Verzicht auf eine sonst erforderliche Druckfeder od. dgl. Feder durch äußerst einfache und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet. Tatsächlich arbeitet das erfindungsgemäße Absperrventil hinsichtlich der Öffnungsund Schließbewegungen von Differentialkolben und Steuerkolben weitgehend auf hydraulischer Basis. Lediglich die Öffnungsbewegung für den Steuerkolben folgt auf mechanischer Basis. Dabei sind die für die Öffnungsbewegung des Steuerkolbens erforderlichen Kräfte verhältnismäßig gering. Das gleiche gilt für die Haltekräfte, d. h. für jene Kräfte, die bei einer Hochdruckspritzpistole von der Bedienungsperson manuell aufzubringen sind, um den Steuerkolben und damit automatisch den Differentialkolben in Offenstellung zu halten. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Absperrventil durch hohe Ansprechgeschwindigkeit aus, so daß sich die Öffnungs- und Schließbewegungen verhältnismäßig schnell auslösen lassen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Absperrventil in Schließstellung und

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Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Offenstellung.

In den Figuren ist ein Absperrventil für hohe und höchste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, dargestellt. Dieses Absperrventil besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem durch das abzusperrende Druckmedium angetriebenen Differentialkolben 1, welcher in einem Zylinder 2 des Ve.ntilgehäuses 3 zwischen einem Eintrittsstutzen 4 und einem Austrittsstutzen 5 für das Druckmedium gegen einen dem Austrittsstutzen 5 zugeordneten Dichtsitz 6 arbeitet, und aus einem in Strömungsrichtung hinter dem Differentialkolben 1 in einer gemeinsamen Druckkammer 7 angeordneten Steuerkolben 8 mit zugeordneter Betätigungsvorrichtung 9, wobei zwischen der Außenwand des Differentialkolbens 1 und der Innenwand des Zylinders 2 eine aus dem Eintrittsbereich 10 des Druckmediums in die Druckkammer 7 führende Drosselstrecke 11 gebildet ist. Der Differentialkolben 1 ist durch die Druckkammer 7 von dem Steuerkolben 8 getrennt. Der Steuerkolben 8 befindet sich wie der Differentialkolben 1 infolge Druckbeaufschlagung durch das Druckmedium von der Druckkammerseite her in Schließstellung und gibt erst nach Zurückdrücken in Offenstellung mittels der Betätigungsvorrichtung 9 einen in dem Ventilgehäuse 3 angeordneten sowie in Strömungsrichtung vor dem Dichtsitz 6 für den Differentialkolben 1 in den Austrittsstutzen 5 mündenden Bypaß-Kanal 12 frei. Dadurch steht der Austrittsstutzen 5 mit der Druckkammer 7 in Verbindung und erfolgt in der Druckkammer 7 Druckabbau unter den im Eintrittsbereich 10 zwischen Differentialkolben 1 und seinem Dichtsitz 6 herrschenden Druck. Folglich wird der Differentialkolben 1 in Offenstellung zurückgedrückt. Gibt die Betätigungsvorrichtung 9 den Steuerkolben 8 frei, so wird dieser durch den in der Druckkammer 7 noch herrschenden Druck in seine Schließstellung zurückgedrückt, so daß über die Drosselstrecke 11 zwischen der Außenwand des Differentialkolbens 1

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und der Innenwand des Zylinders 2 Druckaufbau in der Druckkammer 7 erfolgt, und zwar über den im Eintrittsbereich 10 herrschenden Druck hinaus, bis schließlich der Differentialkolben 1 wieder in Schließstellung und damit auf den Dichtsitz 6 zurückgedrückt wird. Dazu weist der Differentialkolben 1 im Eintrittsbereich 1o des Druckmediums einen geringeren Querschnitt als im Bereich der zu der Druckkammer 7 führenden Drosselstrekke 11 auf. Dem Steuerkolben 8 ist ein in den Zylinder 2 des Ventilgehäuses 3 druckdicht eingesetzter Ventilkörper 13 mit einem oder mehreren von der Druckkammer 7 zu dem Bypaß-Kanal 12 führenden und von dem Steuerkolben 8 absperrbaren Ventilkanälen 14 zugeordnet. Dem Steuerkolben 8 ist ferner als Betätigungsvorrichtung 9 ein von einem Betätigungshebel 15 beaufschlagter und bei dessen Betätigung den Steuerkolben 8 in Offenstellung zurückdrückender Steuerstift 16 zugeordnet. Bei einer Hochdruckspritzpistole ist der Betätigungshebel 15 als Abzugshebel ausgeführt. Der Steuerstift 16 ist bei der dargestellten Ausführungsform in dem Ventilkörper 13 druckdicht, z. B. in einem zentralen Ventilkanal 14 geführt. Er kann nicht nur als zylindrischer Dichtkörper ausgeführt sein, sondern auch als kugelförmiger, kegelförmiger, plattenförmiger od. dgl. ausgebildeter Dichtkörper, was nicht dargestellt ist. Das gilt auch für die Ausführungsform, wonach der Steuerstift 16 mit dem Steuerkolben 8 eine Baueinheit bildet. Der Querschnitt des Steuerkolbens 8 ist beachtlich kleiner als der des Differentialkolbens gewählt, um unter Berücksichtigung der hohen und höchsten Drukke eine möglichst geringe Betätigungskraft zu benötigen. Steuerkolben 8 und Steuerstift 16 können unter Verzicht auf einen Ventilkörper 13 auch unmittelbar in dem Ventilgehäuse 3 geführt sein, was ebenfalls nicht gezeigt ist.

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Claims

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Patentansprüche :

f 1.] Absperrventil für hohe und höchste Drucke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, bestehend aus einem durch das abzusperrende Druckmedium angetriebene Differentialkolben, welcher in einem Zylinder des Ventilgehäuses zwischen einem Eintrittsstutzen und einem Austrittsstutzen für das Druckmedium gegen einen dem Austrittsstutzen zugeordneten Dichtsitz arbeitet, und aus einem in Strömungsrichtung hinter dem Differentialkolben in einer gemeinsamen Druckkammer angeordneten Steuerkolben mit zugeordneter Betätigungsvorrichtung, wobei zwischen der Außenwand des Differentialkolbens und der Innenwand des Zylinders eine aus dem Eintrittsbereich des Druckmediums in die Druckkammer führende Drosselstrecke gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (1) durch die Druckkammer (7) von dem Steuerkolben (8) getrennt ist und der Steuerkolben (8) sich wie der Differentialkolben (1) infolge Druckbeaufschlagung durch das Druckmedium von der Druckkammerseite her in Schließstellung befindet und nach Zurückdrücken in Offenstellung mittels der Betätigungsvorrichtung (9) einen in dem Ventilgehäuse (3) angeordneten sowie in Strömungsrichtung vor dem Dichtsitz (6) für den Differentialkolben (1) in den Austrittsstutzen (5) mündenden Bypaß-Kanal (12) freigibt.
2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerkolben (8) ein in den Zylinder (2) des Ventilgehäuses (3) eingesetzter Ventilkörper (13) mit einem oder mehreren von der Druckkammer (7) zu dem Bypaß-Kanal (12) führenden und von dem Steuerkolben (8) absperrbaren Ventilkanälen (14) zugeordnet ist.

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3. Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerkolben (8) als Betätigungsvorrichtung (9) ein von einem Betätigungshebel (15) beaufschlagter und bei dessen Betätigung den Steuerkolben (8) in Offenstellung zurückdrückender Steuerstift (16) zugeordnet ist.
4. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstift (16) in dem Ventilkörper (13), z. B. in einem zentrischen Ventilkanal (14) geführt ist.
5. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (8) als kugelförmiger, kegelförmiger, zylinderischer, plattenförmiger od. dgl. Dichtkörper ausgebildet ist.

6i Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstift (16) mit dem Steuerkolben (8) in an sich bekannter Weise eine Baueinheit bildet.

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