DE2452135C3 - Vorgesteuertes Zwei-Wege-Sitzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes, -»nit schneller Umsteterfolge arbeitendes Zwei-Wege-Sitzventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Zwei-Wege-Sitzventile werden zur Steuerung großer Flüssigkeitsströme eingesetzt und haben den Vorteil, daß sie leckflüssigkeitsfrei abschließen. Es ist bekannt, daß vorgesteuerte Zwei-Wege-Sitzventile eine verhältnismäßig lange Schaltzeit sowohl in ihre Schließ- als auch in ihre Offenstellung aufweisen. Die Schaltzeit setzt sich bei diesen Ventilen aus der Schaltzeit des Vorsteuer- und des Hauptventils zusammen. In vielen Anwendungsfällen ist eine hohe Umsteuerfolge der Ventile erforderlich beispielsweise bei Schmiedepressen mit einer hohen Hubzahl. In diesen Fällen sollen die eingesetzten Ventile besonders kurze Schaltzeiten aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorgesteuertes Zwei-Wege-Sitzventil mit besonders kurzen Schaltzeiten zu schaffen. Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches erreicht.

Es ist ein vorgesteuertes 3-Wege-Sitzventil bekannt, dessen als 3-Wege-Ventil ausgebildetes Vorsteuerventil ebenfalls vorgesteuert ist. Das Vorsleuerventil für die Hauptventilkegel steuert hierbei sowohl den Zufluß als auch den Abfluß der Steuerflüssigkeit zum bzw. vom Steuerraum der Hauptventilkanal. Außerdem wird die Umschaltzeit über eine in der Steuerleitung zum Vorsteuerventil angeordnete Drossel eingestellt. Mittel zur Optimierung des Schaltweges der Hauptsteuerkegel zur Erzielung einer minimalen Schaltzeit sind bei diesem bekannten Ventil nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Steuerbewegung des Schließkörpers des Hauptventils praktisch verzögerungsfrei der Steuerbewegung dessen vorgesteuerten Vorsteuerventils folgt und jeder Steuerlage des Schließkörpers des vorgesteuerten Vorsteuerventüs eine bestimmte Steuerlage des Schließkörpers des Hauptventils entspricht. Das praktisch verzögerungsfreie Folgen der Steuerbewegung des Hauptventils der Steuerbewegung des Vorsteuerventils ist darauf zurückzuführen, daß das Vorsteuerventil ebenfalls als Zwei-Wege-Sitzventil ausgebildet ist und deshalb mit einem verhältnismäßig kleinen Hub seines Schließkörpers große Steuerflüssigkeitsmengen zu steuern sind. Dadurch, daß jede Steuerlage des Schließkörpers des Hauptventils von einer entsprechenden Steuerlage des Schließkörpers des Vorsteuerventils festzulegen ist, wird die Möglichkeit eröffnet, über die einstellbare Hubbegrenzung des Vorsteuerventils den Hub des

-'Il Schließkörpers des Hauptventils festzulegen. Der
des Schließkörpers des Hauptventils wird so klein wie möglich eingestellt. Dieses Kleinstmaß ist erreicht, wenn im Zulauf des Hauptventils eine Druckerhöhung auftritt. Da hierbei auch der Hub des Vorsteuerventils seinen Kleinstwert erhält, ergibt sich damit auch für die Schaltzeit des gesamten Ventils für dessen öffnen und Schließen ein Kleinstwert Als Vorsteuerventil für das Vorsteuerventil des Hauptventils wird in bekannter Weise ein magnetbetätigtes leckölfreies Drei-Wege-Sitzventil eingesetzt, das im vorliegenden Einsatzfall eine besonders kleine Nennweite besitzt und demgemäß ebenfalls kleine Schaltzeiten hat.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Fgurenbeschreibung eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

In der Figur ist mit 1 der Schließkörper des Hauptventils HV und mit 2 der Schließkörper des Vorsteucrventils VV für das Hauptventil bezeichnet. 3 bezeichnet das von einem Drei-Wege-Sitzventil gebildete Vorsteuerventil für das Vorsteuerventil VV. Der Schließkörper 1 wird von einer Druckfeder 4 in Schließrichtung belastet. Der zylindrische Führungsteil la des Schließkörpers 1 ist in einer Gehäusebohrung 5 geführt, die gleichzeitig den von dem zylindrischen Führungsteil Xa begrenzten Steuerraum 6 für den Schließkörper 1 bikiet. Die Querschnittsfiäche des Führungsteiles Xa ist größer als die von der umlaufenden, die Gehäusesitzfläche für den Schließkörper 1 bildenden Gehäusekante 8 eingeschlossene Kreisfläche leder den Zulauf raum 9 begrenzenden Stirnfläche Xb des Schließkörpers 1. Der den Schüeßkörper 1 aufnehmende Ventilraum 10 bildet den Abflußraum des Hauptventils. Der Zuflußraum 9 steht über die Arbeitsleitung 11 mit der Druckmittelquelle P und der Abflußraum 10 steht über die Arbeitsleitung 12 mit einem nicht näher dargestellten Verbraucher in Verbindung. Vom Zulaufraum 9 führt eine Steuerleitung 13 über eine einstellbare Drossel 14,~um Steuerraum 6. Von dem Abschnitt des Steuerkanals 13 zwischen Drossel 14 und Steuerraum 6 zweigt ein Kanaiabschnitt 13a zum Zulaufraum 16 des Vorsteuerventils VVab. Der Ablaufraum 17 des Vorsteuerventils Wsteht über den Kanal 18 mit dem Ablaufraum 10 des Hauptventils HV in Verbindung. Der Schüeßkörper 2 des Vorsteuerventils VV wird ebenso wie der Schließkörper 1 des Hauptventils HV von einer Druckfeder 19 in Schließrichtung belastet. Ebenso ist die Querschnittsfläche des zylindrischen FühruiTgsteiles 2a größer als die von der Gehäusesitzfläche 25 eingeschlossene Kreisfläche 2c der den Zulaufraum 16 begrenzenden Stirnfläche 2b des Schließkörpers 2. Der Schließkörper 2 wirkt mit einem einstellbaren Anschlag 20 als Hubbegrenzung zusammen. Der von dem zylindrischen Führungsteil 2a begrenzte Steuerraum 21 steht über den Kanal 22 mit dem einen Anschluß des Vorsteuerventils 3 in Verbindung. Der eine der beiden anderen Anschlüsse des Vorsteuerventils steht über die Leitung 23 mit dem Tank T und der andere über den Kanal 24 mit der Steuerleitung 13 zwischen dem Zulaufraum 9 des Hauptventils /VVundder Drossel 14 in Verbindung.

In der gezeigten Schaltstellung ödes Vorsteuerventils 3 steht der Steuerraum 21 des Vorsteuerventils Wüber die Drossel 14 mit dem Zulaufraum 16 und über den Steuerkanal 13 mit dem Zulaufraum 9 des Hauptventils HV in Verbindung. Da die von der Steuerflüssigkeit beaufschlagte Querschnittsfläche des Schließkörpers 2 im Steuerraum 21 größer ist als die vom Zulaufraum aus

beaufschlagte von der Gehäusesitzfläche 25 begrenzte Kreisfläche 2c des Schljeßkörpers 2, wird letzterer in der gezeigten Schließlage gehalten, wobei zusätzlich noch die Druckfeder 19 den Schließkörper 2 in Schließrichtung belastet. In Schließstellung des Schließkörpers 2 des Vorsteuerventils VV wirkt auch im Steuerraum 6 des Hauptventils HK derselbe Druck wie im Zulaufraum 9. Dadurch wird auch der Schließkörper 1 in der gezeigten Schließlage gehalten. Wird das Vorsteuerventil 3 aus der gezeigten Schallstellung b in die Schaltstellung a verschoben, ist der Steuerraum 21 des Vorsteuerventils VV mit dem Tank T verbunden. Durch das damit am Schließkörper 2 wirkende Druckungleichgewicht wird dieser gegen die Kraft der Druckfeder 19 in Öffnungsrichtung, und zwar bis zum einstellbaren Anschlag 20 verschoben und verbindet den Zulaufraum 16 mit dem Ablauf raum 17. Da im Ablaufraum 17 ein kleinerer Druck als im Zulaufraum 16 herrscht, findet bei in Offenstellung befindlichem Schließkörper 2 eine Strömung in Richtung des Ablaufraumes 17 statt und von dort weiter über den Kanal 18 in Richtung des Ablaufraumes 10 des Hauptsteuerventils HV. Infolgedessen stellt sich durch die Drossel 14 im Steuerraum 6 des Schließkörpers 1 ein kleinerer Druck ein als im Zulaufraum 9, so daß durch das hierbei am Schließkörper 1 wirkende Druckungleichgewicht dieser gegen die Kraft der Druckfeder 6 in Offenstellung verschoben wird. Die Lage der Offenstellung bestimmt die durch das Druckungleichgewicht am Schließkörper in dessen Öffnungsrichtung gerichtete Kraft. Der Schließkörper 1 befindet sich jeweils im Gleichgewicht, wenn diese Kraft gleich der durch die Druckfeder 4 in Schließrichtung des Schließkörpers 1 gerichteten Kraft ist. Das am Schließkörper 1 wirkende Druckungleichgewicht läßt sich durch eine entsprechende, durch den Anschlag 20 einzustellende Drosselstellung des Schließkörpers 2 des Vorsteuerventils Weinstellen und damit ohne zusätzliche mechanische Hubeinstellmittel für den Schließkörper 1 der Betrag für dessen Öffnungshub festlegen. Je kleiner der Öffnungshub für den Schließkörper 1 gewählt wird, umso kleiner wird die Schaltzeit in beiden Schaltrichtungen desselben. Da die Schaltzeit des Hauptventils WVund die Schaltzeit des vorgesteuerten Vorsteuerventils VV außer vom Hub des Schließkörpers, auch von der zu- und abzuführenden Steuerflüssigkeitsmenge abhängig ist, ist zur Erzielung eines die Schaltzeit günstig beeinflussenden großen Steuerflüssigkeitsstromes die von der Gehäusesitzfläche eingeschlossene und von der Steuerflüssigkcit beaufschlagte Kreisfläche 2c des Schließkörpers i größer als die Hälfte der Querschnittsfläche des Schheßkörpers in dessen Führungsbereich 2a im Steuerraum 21 ausgeführt. Dies ergibt bei einer gegebenen Vorsteuervrntilgröße bereits bei kleinem Öffnungshub des Schließkörpers 2 einen verhältnismäßig großen freien Durchgangsquerschnitt für die Steuerflüssigkeit. Damit läßt sich auch der Durchgangsquerschnitt der den Steuerflüssigkeitsstrom zum Schließkörper 1 des Hauptventils bestimmenden Drossel 14 entsprechend groß ausbilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorgesieuertes, mit schneller Umsteuerfolge arbeitendes 2-Wege-Sitzventil mit einer Drossel in "' der zum Steuerraum des Schließkörpers des Hauptventils führenden Steuerleitung und einem ausschließlich den Ausfluß der Steuerflüssigkeit aus dem Steuerraum des Hauptventils steuernden Vorsteuerventil, gekennzeichnet durch ein i" vorgesteuertes, als 2-Wege-SitzventiI ausgebildetes Vorsteuerventil (VV)₁ dessen Schließkörper (2) mit einer einstellbaren Hubbegrenzung (20) zusammenwirkt, deren Einstellbereich so groß ist, daß ein Drosselbetrieb des Vorsteuerventils erstellbar ist. ' *■