DE2452612C2 - Schaltventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiges Schaltventil ist bekannt (US-PS 37 12 177).

Solche Schaltventile werden u. a. bei 3-Wegeventilen für Fremdkraftbremsanlagen und für hydraulische Bremsverstärker verwendet Das die Verbindung zwischen der Druckquelle und dem Arbeitszylinder überwachende Einlaßventil steuert das unter hohem Druck stehende Druckmittel von der Druckquelle in einen Druckwechsel- oder Servoraum ein. Aus Sicherheitsgründen darf sich die Druckquelle in der Ruhestellung des Schaltventils über das Einlaßventil nicht entleeren. Das bedeutet, daß das Einlaßventil in seiner Schließstellung vollständig dicht sein muß. Deshalb muß die Ventilfeder des Einlaßventils verhältnismäßig stark sein. Wenn aber die Kugel beim Schließen des Ventils nicht genau konzentrisch auf ihren Sitz trifft, dann werden durch die große Krafteinwirkung der Ventilfeder der Ventilsitz und auch die Kugel bald zerstört. Das Ventil wird undicht. Bei der bekannten Bauart drückt die Schrauben-Ventilfeder unmittelbar auf den Kugelhaiter. Dies hat zur Folge, daß die Querkräfte der Schrauben-Ventilfeder den Kugelhalter bei jedem Öffnungsvorgang aus der Mitte an die Wand einer das Ventil aufnehmenden Bohrung schnappen lassen. Beim Schließen trifft dann die Kugel hart exzentrisch auf den Ventilsitz, was zu den bereits beschriebenen Zerstörungen führt.

Desweiteren ist durch die DE-OS 22 37 618 bereits ein zweigeteiltes Federteller-Element bekannt. Bei diesem ist aber nicht nur der Kugelhalter über den Gewindeschaft mit dem Federteller ziemlich fest verbunden, sondern die das Ventil öffnende Schubstange hat eine konkave Ausnehmung, mit der sie die Kugel in radialer Richtung festhält. Ein konzentrisches Ausrichten kann hier nicht erfolgen. Dazu kommt, daß hier ein Stößel zum Aufstoßen des Ventils verwendet ist, so daß innen im Ventilsitz eine mechanische Kraft an der Kugel angreift, die ein selbsttätiges Ausrichten auf den Sitz schädlich beeinflussen kann.

Dazu kommt, daß durch die DE-OS 23 08 146 bereits ein Schaltventil bekannt ist, bei dem ein radialer Versatz des Federtelier-Elementes deshalb nicht auftreten kann, weil dieses Element in einer Bohrung axial gleitend geführt ist Neben der konstruktiven Andersartigkeil bewirkt eine solche Gleitführung Reibungskräfte, die nicht immer kompensiert werden können.
Schließlich ist durch die DE-PS 7 64513 ein Schaltventil bekannt bei dem ein Kugelschließkörpe: in einem Kugelhalter liegt, auf den unmittelbar eine Feder aufgesetzt ist Eine solche Bauart hat den Nachteil, daß bei großen Drücken der Druckquelle die Feder verhältnismäßig stark sein muß. Wenn aber, insbesondere bei nicht genau axial drückender Schraubenfeder, die Kugel nicht genau ihren Sitz trifft werden Ventilsitz und Kugei' bald beschädigt und das Ventil wird undicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Schaltventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Kugel beim Schließvorgang sich unabhängig von der Einwirkung der Ventilfeder immer genau konzentrisch zu dem Ventilsitz ausrichtet bevor die Ventilfeder mit voller Kraft auf die Kugel einwirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt

Ein Schaltventil hat ein Ventilgehäuse 1 mit einer abgesetzten Durchgangsbohrung Z Von der einen Seite ist eine Betätigungsstange 3 in das Ventilgehäuse 1 eingesetzt deren Ende 4 in einer Pfanne 5 eines Kolbenschiebers 6 ruht Der Kolbenschieber 6 hat eine Ringfläche.

deren Steuerkante 7 mit der Kante 8 einer zu einer Entlastungsstelle 9 führenden Auslaßbohrung 10 ein Auslaß-Schieberventil 7/8 bildet.

Auf eine Bohrungsschulter 11 der Durchgangsbohrung 2 ist eine Stufenhülse 12 aufgesetzt, deren zwei unterschiedliche Außendurchmesserbereiche je einen O-Ring 13 und 14 tragen. Zwischen έιη beiden O-Ringen 13 und 14 hat die Stufenhülse 12 eine Ringausnehmung 15, die ständig mit einer Zulaufbohrung 16 und einer an diese angeschlossenen Druckqucile 17 in Verbindung steht. Von der Ringausnehmung 15 führt eine Diametralbohrung 18 zu einem Koaxialkanal 19, der an einer radialen Ventilsitzflächc 20 ausmündet. An der Ringkante der Mündung des Koaxialkanals 19 in die Ventilsitzfläche 20 ist ein Ventilsitz 21 eines Einlaßventils 21/22 gebildet. Als Schließkörper für das Einlaßventil 21/22 ist eine Kugel 22 vorgesehen, die von einem scheibenförmigen Kugelhaiter 23 getragen wird.
Der Kugelhalter 23 hat eine radiale Gleitfläche 24, die parallel zu einer Gleitfläche 25 eines Fedcrtellcrs 26 angeordnet ist. Kugelhalter 23 und Federteller 26 liegen mit diesen Gleitflächen 24 und 25 aneinander und können an diesen Gleitflächen relativ zueinander gleiten. Kugelhalter 23 und Federteller 26 bilden zusammen ein Federteller-Element 23/26.

Auf den Federteller 26 ist eine verhältnismäßig starke Schraubendruckfeder 27 als Ventilfeder aufgesetzt. Die Ventilfeder 27 stützt sich an einem axial durchbohrten Einsatz 28 ab, der von einer Hohlschraube 29 in der Durchgangsbohrung 2 festgehalten wird. Die Hohlschraube 29 hat einen Anschluß 30 für einen Arbeitszylinder 31. Zwischen dem inneren Ende der Hohlschraube 29 und dem Einsatz 28 ist ein Ringfilter 39 vorgesehen.

An dem Kugelhalter 23 liegen ventilsitzseitig die Enden dreier in gleichem Abstand auf einen Teilkreis angeordneter Stößel 32 an, die durch achsparallelc Bohrungen 33 durch die Stufenhülse 12 hindurchgeführt sind

und die zwischen der Stufenhülse 12 und dem Kolbenschieber 6 an einer sie verbindenden Druckplatte 34 enden. Zwischen der Druckplatte 34 und dem Kolbenschieber 6 liegt eine Rücksteilfeder 35. Die Druckplatte 34 und die Druckfeder 35 sind in einem Entlastungsraum s 36 angeordnet, der über eine acn&parallele Bohrung 37 in der Stufenhülse 12 rait einem das Federteller-Element 23/26 und die Ventilfeder 27 aufnehmenden Druckwechselraum 38 verbunden ist

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

In der dargestellten Ausgangslage ist das Auslaß-Schieberventil 7/8 geöffnet und das Einlaßventil 21/22 geschlossen. Wird die Betätigungsstange 3 in das Ventilgehäuse 1 hineinbewegt so wird die Rückholfeder 35 zusammengedrückt und das Auslaß-Schieberventil 7/8 geschlossen. Über die drei Stößel 32 und das Federteller-Element 23/26 wird dann die Krafteinwirkung der Druckfeder 27 auf das Einlaßventil 21/22 vermindert, bis das Ventii unter dem hohen Druck von der Druckquelle 17 öffnet Über den Druckwechselraum 3Ϋ ge- langt dann Druckmittel von der Druckquelle 17 zum Arbeitszylinder 31. Wird die Betätigungsstange 3 wieder zurückgenommen, so geschieht am Federteller-Elemenl 23/26 folgendes:

Bei jeder Schraubenfeder treten aufgrund ihrer außermittig liegenden Federenden und ihrer Schraubenwindungen beim Zusammendrücken und beim Ausdehnen an den Anlageflächen Querkräfte auf. Die Querkräfte der Druckfeder 27 können nun beim Schließen des Einlaßventils 21 /22 bewirken, daß der Federteller 26 nach außen an die Wand der Bohrung der Stufenhülse 12 schnappt Dieser Radialbewegung folgt aber der Kugelhalter 23 nach, wenn die Kugel 22 noch nicht in der Nähe ihres Sitzes 21 ist Sobald sie den Sitz leicht berührt, richtet sich die Kugel 22 nach ihrem Sitz 21 aus, indem die Gleitfläche 24 des Kugelhalters 23 auf der Gleitfläche 25 des Federtellers 26 gleitet Wenn dann die Kugel 22 unter tier vollen Kraft der Feder 27 steht, befindet sie sich genau konzentrisch zu ihren Sitz 21. Auf diese Weise wird das Einlaßventil 21/22 vor baldiger Zerstörung bewahrt, und es bleibt für lange Zeit vollständig dicht.

Wenn die Betätigungsstange 3 zurückgezogen ist, nehmen die beiden Ventile 21/22 und 7/8 wieder ihre Ausgangsstellung ein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

50

55

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltventil für die Überwachung einer Verbindung einer Druckquelle hohen Druckes mit einem Arbeitszylinder, das einen Ventilsitz an der Ausmündung einer Bohrung und eine Kugel als Schließkörper hat und bei dem der Kugel-Schließkörper von einer Schraubenfeder unter Zwischenlage eines einerseits an der Feder andererseits an der Kugel anliegenden Federteller-Elementes gegen seinen Ventilsitzgedrückt wird und abhängig vom Druckmitteldruck von seinem Ventilsitz abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteller-Element (23/26) aus zwei Teilen besteht einem Federteller (26) und einem Kugelhalter (23), die je eine parallele Gleitfläche (25, 24) haben, mit denen sie aneinanderfügen, und daß der Federteller (26) und der Kugeihälrer (23) relativ zueinander an diesen Gleitflächcn (25,24) in radialer Richtung verschiebbar sind.