DE2522714C3 - Steuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindurj betrifft ein Steuerventil mit einem einen Einlaß, einen Auslaß, einen dazwischen angeordneten Ventilsitz und einen sich zum Einlaß öffnenden, denn Ventilsitz zugewandten Steue^r7.ylinder aufweisenden Ventilgehäuse, mit einem durch einen Stößel betätigbaren Verschlußstück, das über einen hin- und herbeweglich in dem Steuerzylinder gelagerten, teilweise im Bereich des Einlasses freiliegenden Kolben geführt ist, mit einer gedrosselten Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Steuerzylinders und dem Einlaß sowie mit einem in einer Umfangsnut des Kolbens angeordneten elastischen Ring, welcher ein" eine Verbindung zwischen dem Inneren des Steuerzylinders und dem Einlaß herstellende Entlastungsöffnung bedeckt und beim Öffnen des Steuerventils freigibt.

In der US-PS 28 83 142 ist bereits ein Steuerventil der in Rede stehenden Gattung beschrieben, bei welchem der Ring als ein axial in der Umfangsnut verschiebbarer Dichtungsring ausgebildet ist, der bei Betätigung des Hauptventiles die Entlastungsöffnung durch Axialverschiebung freigibt, wobei dieser Ring ständig am Steuerzylinder anliegt. Die Entlastungsöffnung ist mit der gedrosselten Strömungsverbindung und über diese mit dem Einlaß verbunden. Die Druckentlastung zum Öffnen des Steuerventils kann im Steuerzylinder nicht besonders schnell erfolgen, weil sie nur durch die gedrosselte Strömungsverbindung möglich ist.

Aus der US-PS 22 43 947 ist eine Ventilkonstruktion bekannt geworden, welche eine Doppelkolbenanordnurig umfaßt und technisch kompliziert ist. Mit diesem bekannten Ventil läßt sich auch kein sofortiges Strömen des Mediums bei Betätigung des Betriebshebels erzielen.

In der DE-OS 14 50 671 ist ein Rückschlagventil beschrieben, bei dem öffnüngs- und Schließdruck gleich groß sind, Ein in einer Umfangsnut des Ventilkörpers sitzender elastischer Ring dichtet diese bis zum Erreichen eines vorbestimmten Öffnungsdruckes ab, bei welchem er radial von der Nut abgehoben wird.

Die aus der DE-PS 5 36 129 bekannte Spülventilkonstruktion umfaßt ein Nadelventil, mit dem die Schließzeit beliebig geregelt werden kann. Ein schnelles öffnen ist mit dieser Konstruktion zur zeitbefristeten Spülung indessen nicht beabsichtigt

Das aus der DE-OS 20 25 168 bekannte Rückschlagventil ist so ausgebildet, daß der Ventilschlieükörper aus einem ringförmig gebogenen elastischen Metallband besteht, das radial dehnbar ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Steuerventil der eingangs umrissenen Art so weiterzuentwickeln, daß es sich bei einfacher Konstruktion leichteröffnen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben ein Hohlkolben ist, auf dessen im Einlaß freiliegenden Bereich die Umfangsnut angeordnet ist, in die sich die Entlastungsöffnung radial öffnet, und daß sich der Ring, als Rückschlagventil wirkend, zur Freigabe der Entlastungsöffnung auf den Druck im Innern des Sieuerzylinders ansprechend, radial aufweitet

Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Steuerventiles besteht darin, daß es technisch nicht aufwendig ist, zuverlässig arbeitet und mit wenigen beweglichen Teilen auskommt

Die Entlastungsöiinung ist normalerweise von dem flexiblen Ring verschlossen, der außen um den Hohlkolben liegt. Der Ring arbeitet als Einwegventil für die Entlastungsöffnung und erlaubt ein schnelles Ablassen des Strömungsmittels, verhindert aber eine Rückströmung in den Kolben und den Steuerzylinder. Zur Steuerung der Rückströmung kann ein Beipaß zwischen dem Einlaß und dem Inneren des Steuerzylinders angeordnet sein. In diesem Beipaß kann ein Nadelventil sitzen, das die verhältnismäßig langsame Rückströmung steuert, wenn der Hohlkolben in die Schließstellung gedrückt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend ?.n einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein hebelbetätigtes Steuerventil,

F i g. 2 eine Einstellnadel, weiche in dem Steuerventil nach F i g. 1 eingesetzt ist,

F i g. 3 einen Teilschnitt, welcher die Entlastungsöffnung im Kolben des Steuerventils zeigt.

Das in Fig. 1 gezeigte Steuerventil 9 weist ein aus Messingguß bestehendes Ventilgehäuse 24 mit einem Einlaß 25, einem Auslaß 26 sowie einer den Einlaß und Auslaß verbindenden öffnung 27 auf.

In der öffnung 27 befindet sich ein auswechselbarer

Ventilsitz 28. Der Einlaß 25 enthält einen Ringraum 29 mit einer auswärts verlaufenden, mit der öffnung 27

« fluchtenden und in Strömungsverbindung stehenden Bohrung 30.

Der Auslaß 26 ist mit einer verjüngten Bohrung 31 versehen, die ebenfalls mit der öffnung 27 fluchtet. Eine federnd nachgiebige Membran 32 verschließt die Bohrung 31. und eine Dichtungsscheibe 33 aus Fasermaterial liegt dichtend an der Membran 32, an der sie mittels einer Überwurfmutter 34 festgehalten ist, die in das Ventilgehäuse 24 eingeschraubt ist.

Ein Stößel 35, der an einem Ende der Membran 32 anliegt, ist in der Mittelöffnung eines Führungsrings 36 verschiebbar gelagert, der sich innerhalb des größeren Teils einer abgesetzten Bohrung 37 in der Überwurfmutter 34 befindet. Das andere Ende des Stößels 35 liegt

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am Scheibenkopf 38 eines kippbaren Betätigungshebels 39, mit einem Hakenteil 41 an, der sich aus einer aufgeweiteten öffnung 40 in der äußeren Endwand der Überwurfmutter 34 abwärts erstreckt

Ein Steuergehäuse 42 mit einem Steuerzylinder 43, der mit dem Ringraum 29 fluchtet und sich in diesen öffnet, ist auf das Ventilgehäuse 24 geschraubt. Eine Kammer 44 steht mit dem Zylinder 43 in Strömungsverbindung, und sin Beipaß 45 tritt in den Boden der Kammer 44 ein.

Ein Dichtungsring 46 ist zwischen dem Steuergehäuse 42 und dem Ventilgehäuse 24 angeordnet und hat eine Mittelöffnung 47, über welche die Bohrung 30 in Strömungsverbindung mit dem Beipaß 45 steht. Eine Steuernadel 48 mit Gewinde ist einstellbar in der Kammer 44 gelagert und von einem O-Ring 49 umgeben, welcher das obere Ende der Kammer 44 abdichtet Die Nadel 48 erstreckt sich durch die Kammer 44 und in den Kanal 45; auf diese Weise ist ein Nadelventil geschaffen.

Die Einstellnadel 48 weist, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist einen gerändelten Kopf 50, ein mit Gewinde versehenes Verstärkungsteil 51, einen abgesetzten Hals 52, auf dem der O-Ring 49 sitzt und einen sich abwärts verjüngenden, konischen Nadelschaft 53 auf.

Die Unterseite des Kopfes 50 legt sich auf das Steuergehäuse 42, wenn die Einstellnadel 48 zum Schließen des Ventils eingedreht wird. Auf diese Weise kann die Einstellnadel 48 nicht so weit in den Kanal 45 bewegt werden, daß der konische Nadelschaft 53 beschädigt wird und die Dosierfunktion des Ventils beeinträchtigt.

Ein Kolben 54 sitzt beweglich im Ventilgehäuse 24 und weist einen Schaft 55 auf, der durch die Öffnung des Ventilsitzes 28 ragt Der Schaft 55 stößt mit seinem rechten Ende gegen die Membran 52, so daß sich durch Betätigen des Hebels 39 eine transistorische Bewegung auf den Kolben 54 übertragen läßt.

Weiterhin weist der Kolben 54 einen zwischen den Enden gelegenen Ventilkopf 56, den der Dichtring 57 umgibt, und einen Hohlkolben 58 auf, der sich im Steuerzylinder 43 hin- und herbewegen kann.

Auf dem Hohlkolben 58 sitzen O-Ringe 59, welche die Außenfläche des Hohlkolbens 58 gegen die umgebenden Wände des Steuerzylinders abdichten.

Wie in Γ ig. 3 gezeigt ist, ist der Hohlkolben 58 mit einer Reihe von in Umfangsrichtung auf Abstand liegenden Entlastungsöffnungen 60 versehen, die radial eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenraum des Hohlkolbens und einer schmalen Umfangsnut 63 herstellen. Die Umfangsnut ist auf dem im Einlaß 25 freiliegenden Bereich des Hohlkolbens angeordnet. Ein elastischer Gummiring 61 sitzt in der Umfangsnut 63, legt sich über die Entlastungsöffnungen 60 und bedeckt sie.

Normalerweise werden der Ventilkopf 56 und der Dichtring 57 auf dem Ventilsitz 28 durch eine Schraubenfeder 62 festgehalten, welche sich zwischen dem Hohlkolben 58 und einer Endwand des Steuerzylinders 43 erstreckt.

Zunächst strömt Wasser zum Einlaß 25 und dem Ringraum 29 des Steuerventils, und es findet durch den Beipaß 45 und das verengte Nadelventil eine Strömung in die vom Steuerzylinder 43 und dem Hohlkolben 54 gebildete Druckkammer statt Der Wasserdruck nimmt im Kolben 54 zu und unterstützt die Schließkraft der Feder 62, weiche das VtWiI geschlossen hält.

Wenn von dem Scheibenkopf 38 ein einwärts gerichteter Schub auf den Stößel 35 ausgeübt wird, wird die Membran 32 gegen den Schaft 55 des Kolbens durchgebogen. Als Resultat bewegt sich der Dichtring 57 von dem Ventilsitz 28 weg, so daß Wasser durch das Ventil zum Auslaß 26 und zu einem Versorgungsrohr (nicht gezeigt) strömen kann. Während dieser Öffnungsbewegung bewegt sich der Kolben 54 nach links, so daß der Hohlkolben 58 die Feder 62 zusammendrückt

Diese Bewegung kann jedoch nicht auftreten, wenn ίο sich ein Strömungsmitteldruck in der Druckkammer des Steuerzylinders 43 aufbauen kann. Um diesen Druck abzubauen, wird Wasser durch die Entlastungsöffnungen 60 nach außen gegen den elastischen Ring 61 in der Umfangsnut des Kolbens gedrückt Der Ring dehnt sich aus und läßt Wasser in den Ringraum 29 fließen.

Auf diese Weise wird das ansonsten innerhalb des Steuerzylinders 43 und des Hohlkolbens 43 eingeschlossene Wasser sehr schnell abgelassen, so daß sich der Kolben 54 bei einer Öffnungsbewegung des Hebels 39 schnell nach links bewegen kann (Fi- 1).

Wenn der Betätigungshebe! 39 freigelassen wird, bewegt sich der Kolben 54 unte- der Kraft der Feder 52 in die Schließlage zurück. Diese Bewegung würde jedoch von einem Unterdruck behindert werden, der sich in dem vom Hohlkolben 58 und den Wänden des Steuerzylinders 43 gebildeten Raum einstellt, wenn kein Wasser durch diesen Raum fließen kann. Es fließt jedoch Wasser durch den Beipaß 45 und die verengte öffnung des Nadelventils und füllt diesen Raum aus.
Diese Strömung ist langsam, so daß die Rückbewegung des Kolbens und des Ventilkopfes 56 in die Schließlage im Vergleich zum Offnen des Ventils gleichermaßen langsam ist. Während dieser gesamten Rücklaufbewegung liegt der elastische Ring 61 stramm auf dem Hohlkolben 58 auf, um ein Rückströmen durch die Entlastungsöffnungen 60 zu verhindern, die die langsame Schließwirkung des Kolbens 54 behindern würde Die Außenfläche des elastischen R'ngs 61 ist mit dem Wassereinlaßdruck beaufschlagt, so daß er als Rückschlagventil für jede öffnung 60 wirkt.

Is ist besonders hervorzuheben, daß sich ein kontrolliertes Schließen des Kolbens 54 so weit aufrechterhalten läßt, daß man einen Wasserschlag in der Leitung verhindern kann. Um dies zu erreichen, wird 4ϊ die Einstellnadel 48 verwendet, welche die Wassermenge bestimmt, die pro Zeiteinheit durch die verengte Öffnung in der Kammer 44 strömen kann.

Die Einstellnadel 48 bewirkt ein zunehmend langsameres Schließverhalten des Kolbens 54, wenn man den ίο Hals 51 eindreht, so daß der konische Schaft 53 in den unteren, verengten Bereich der Kammer 44 bewegt wird.

Das Steuergehäuse 42, die Einstellnadel 48 und der

Koben sind aus einem Kunststoff geformt, d. h einem

V) Acetalmischpolymerisat. Dieser Kunststof besitzt eine Glätte und Lubrizität, die mineralischen Ablagerungen entgegenwirken und einen chemischen Angriff auf die Bestandteile des Ventils verhindern, weist unter unterschiedliche Temperaturen eine hohe Leistungsfä-

ho higkeit au^f und bleibt auch unter hohem Druck stabil.

Das Steuergehäuse 42, die EinsteÜnadel 48 und der Kolben 54 lassen sich leicht an bekannte Ventilgehäuse anbauen und wirken dann mit bestehenden Hebelbetätigungsmechanismen zusammen.

Die EntlastungSiiffnungcn 60 im Kolben 54 eliminieren die Notwendigkeit eines Hilfsventil und erleichtern eine schnelle Öffnungsbewegung, die von dem auf dem Kolben 54 lastenden Wasserdruck nicht behindert wird.

Hiefzü 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuerventil mit einem einen Einlaß, einen Auslaß, einen dazwischen angeordneten Ventilsitz und einen sich zum Einlaß öffnenden, dem Ventilsitz zugewandten Steuerzylinder aufweisenden Ventilgehäuse, mit einem durch einen Stößel betätigbaren Verschlußstück, das über einen hin- und herbeweglich in dem Steuerzylinder gelagerten, teilweise im Bereich des Einlasses freiliegenden Kolben geführt ist, mit einer gedrosselten Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Steuerzylinders und dem Einlaß sowie mit einem in einer Umfangsnut des Kolbens angeordneten elastischen Ring, welcher eine eine Verbindung zwischen dem Inneren des Steuerzylinders und dem Einlaß herstellende Entlastungsöffnung bedeckt und beim öffnen des Steuerventils freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Hohlkolben (58) ist, auf dessen .;n Einlaß (25) freiliegenden Bereich die Umfangsnut (63) angeordnet ist, in die sich die Entlastungsöffnung (60) radial öffnet, und daß sich der Ring (61), als Rückschlagventil wirkend, zur Freigabe der Entlastungsöffnung auf den Druck im Innern des Steuerzylinders ansprechend, radial aufweitet

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