DE2528873B2 - Sitzventil für die Druckmittelversorgung einer Arbeitseinheit - Google Patents
Sitzventil für die Druckmittelversorgung einer ArbeitseinheitInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sitzventil von der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.
Ein solches Sitzventil ist bereits bekannt (DE-GM 64 546). Bei diesem bekannten Sitzventil ist die
Druckausgleichsverbindung dadurch geschaffen, daß der Kolben auf der Höhe der Verbraucheranschlußöff- ·τ>
nung liegt und die beiden Seiten des Kolbens über Öffnungen dauernd mit dieser Anschlußöffnung in
Verbindung stehen. Das Schließglied ist durch einen sich an den Kolben anschließenden ringförmigen Ansatz
gebildet, dessen Stirnfläche mit einem am Boden der to Ventilbohrung angeordneten ringförmigen Ventilsitz
zusammenwirkt, während die Druckmittelanschlußöffnung oberhalb dieses Ventilsitzes seitlich in die
Ventilbohrung mündet. In der geschlossenen Stellung wird keine axiale Belastung durch das Druckmittel auf 1^
das Schließglied ausgeübt. Eine axiale Druckkraft entsteht nur in der offenen Stellung, und sie wird einfach
dadurch ausgeglichen, daß beide Seiten des Kolbens durch eine Kurzschlußverbindung miteinander verbunden
sind. Bei diesem bekannten Sitzventil sind die *>o
Berührungsflächen am Schließglied und am Ventilsitz eben ausgebildet, so daß bei auftretenden Schwenkoder
Taumelbewegungen infolge radialen Spiels des das Schließglied tragenden Verschiebeteils eine einwandfreie
Abdichtung nicht immer gewährleistet ist. <ir>
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sitzventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs
angegebenen Art so auszugestalten, daß bei sicherer Abdichtung im geschlossenen Zustand dann im Verlauf
des öffnens in die den Verbraucher beaufschlagende Stellung ein schnelles Ansprechverhalten durch Maßnahmen
betreffend die statische und dynamische Druckentlastung erzielt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale
gelöst
Durch die beim erfindungsgemäßen Sitzventil vorhandene kugel- bzw. kartenförmige Gestalt der
Dichtfläche des Schließglieds führen dessen Taumelbewegungen infolge der dynamischen Kraftbeaufschlagung
durch das das Ventil schnell durchströmende Druckmittel zu keinem nachteiligen Einfluß auf die
Abdichtung zwischen Ventilsitz und Dichtfläche. Aufgrund der angegebenen Lage der Druckausgleichsverbindung
steht die der Dichtfläche abgewandte Fläche des Kolbens stets unter dem gleichen Druck wie die der
DruckmittelanschluBöffnung zugewandte Seite des Schließglieds. Durch die besondere Ausbildung der
Druckausgleichsverbindung wird darüber hinaus jedoch auch noch eine dynamische Druckentlastung erzielt,
weil die Längsbohrung nicht unmittelbar in die Druckmittelanschlußöffnung ausmündet, sondern mit
ihr über die Querbohrung in Verbindung steht.
Aus der DE-AS 11 84 164 und der G B- PS 11 18 673 ist
zwar berei*s eine kugel- bzw. kalottenförmige Ausbildung eines Schließglieds bekannt, doch wird bei den
bekannten Ventilen, bei denen diese Maßnahme angewendet wird, ein Druckausgleich zwischen den
beiden Seiten des Schließglieds weder durchgeführt noch angestrebt.
Ventile der erfindungsgemäßen Art können besonders in Bremsanlagen von Schienenfahrzeugen Verwendung
finden, und zwar für die Druckentlastung von Teilen des Bremsenbetätigungssystems, um ein Rutschen
der Räder des Schienenfahrzeugs während der Bremsung zu vermeiden. Eine große Anzahl derartiger
Ventile ist an einem Zug eingesetzt, wobei jedes Ventil einzeln elektromagnetisch betätigt wird. Bei einer
solchen Verwendung als Rutschwächter wird jedes Ventil des Schienenfahrzeugs durch Energie aus einer
örtlichen Energiequelle betätigt, beispielsweise einer wiederaufladbaren Batterie oder einem Akkumulator in
jedem Fahrzeug oder Wagen. Bei anderen Verwendungen, beispielsweise in dem elektrisch betriebenen
Bremssystem gemäß US-PS 35 45 816, können sämtliche Ventile des gesamten Zuges von einer einzigen
Energiequelle aus mit Energie versorgt werden. Bei derartigen Anwendungen in einem Bremsenbetätigungssystem
sind die elektrischen Betriebskennwerte des Ventils kritisch, da ein sehr hoher Energieverbrauch
für jedes elektromagnetisch betätigte Ventil den Einsatz großer und leistungsfähiger Energiequellen erfordern
würde, die im vorderen Wagen des Zuges untergebracht sind und sehr starke Versorgungsleitungen besitzen, die
nach rückwärts durch den Zug verlaufen, um sicherzustellen, daß jedes elektromagnetische Ventil beginnend
vom Vorderteil des Zuges bis zum Ende des Zuges genügend Energie für seine Betätigung erhält.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Sitzventil,
Fig. 2 eine Teilschnittansicht des Schließglieds und des damit verbundenen Kolbens des Sitzventils von
F i g. 1 und
F i g. 3 eine Einzeldarstellung des Schließglieds.
Wie in F i g. 1 veranschaulicht ist, weist das zu beschreibende Sitzventil ein Ventilgehäuse 1 aus Stahl
oder einem ähnlichen magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff auf, welches an seinem oberen Ende
einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 3 zur Abstützung einer Magnetspule 91 eines Elektromagneten
besitzt. Durch das Ventilgehäuse 1 erstreckt sich eine zentrale Ventilbohrung 5, die bezüglich ihres
Durchmessers von einem sich radial in die Bohrung 5 an deren oberem Ende erstreckenden Fiansch 7 zur
Führung eines Plungers 27 und zur Halterung eines Polstückes 35 abgestuft ist. Direkt unterhalb des
Flansches 3 zur Abstützung der Magnetspule ist ein Befestigungsgewinde 9 vorgesehen, mit dem das
Ventilgehäuse an einem nicht dargestellten benachbarten Bauteil festgelegt werden kann, wobei in diesem
Bauteil Einlaß- und Auslaßkanäle für Druckmittel in Stiömungsverbindung mit einer Druckmittelanschlußöffnung
11, Verbraucheranschlußöffnungvn 12 und Druckentlastungsöffnungen (3 angeordnet sind. Die
Anschlußöffnung 11 ist am unteren Ende der Ventilbohrung
5 vorgesehen, während die Verbraucheranschlußöffnungen 12 und die Druckentlastungsöffnungen 13
sich radial durch die vertikalen Wände des Ventilgehäuses 1 erstrecken. In einer Nut 16 kann eine
beispielsweise als O-Ring ausgebildete Dichtung 14 zwischen den Anschlußöffnungen 12 und den Di ickentlastungsöffnungen
13 vorgesehen sein, um zwischen diesen Öffnungen Leckströmungen zu vermeiden. Entsprechend kann in einer Nut 16a eine ebenfalls
beispielsweise als O-Ring ausgebildete Dichtung 14a vorgesehen sein, die eine Leckströmung zwischen der
Druckmittelanschlußöffnung 11 und den Verbraucheranschlußöffnungen 12 verhindert. Das untere Ende der
Ventilbohrung 5 ist in der dargestellten Weise ausgefräst bzw. erweitert und weist eine umlaufende
Lagernut für den unteren Dichtsitz auf, wie dies später noch näher erläutert ist.
Ein Führungszylinder 17 für den Plunger 27 ist in die Ventilbohrung 5 so weit nach oben geschoben, bis der
am Zylinder 17 angeformte radiale Flansch 19 in der dargestellten Weise am Flansch 7 des Gehäuses 1
anliegt. Das obere Ende des Führungszylinders 17 ist in der dargestellten Weise mit einem Gewinde versehen
und nimmt ein Abdeckstück 18 auf. Somit ist die Bohrung 20 des Führungszylinders 17 koaxial zur
Ventilbohrung 5 des Ventilgehäuses 1 angeordnet und steht mit dieser in Strömungsverbindung. Eine beispielsweise
als O-Ring ausgebildete Dichtung 21 dichtet zwischen dem radialen Flansch 19 und der Ventilbohrung
5 ab.
Die Außenfläche 23 des Abdeckstückes 18 ist mit einem Gewinde 25 versehen. Sowohl der Führungszylinder
17 als auch das zugehörige Abdeckstück 18 können aus Aluminium oder einem anderen geeigneten
unmagnetischen Werkstoff hergestellt sein.
In der Bohrung 20 des Führungszylinders 17 ist
gleitbeweglich der Plunger 27 gelagert, der hinsichtlich seines Außendurchmessers so bemessen ist, daß ein
maximales Spiel zwischen dem Führungszylinder 17 und dem Plunger 27 in der Größenordnung von etwa 0,25 bis
0,40 mm vorhanden ist. Eine Gewindebohrung 29 erstreckt sich in der Längsachse des Plungers 27 und
nimmt ein Einschraubende 31 der Plungerstange 33 auf. Eine axiale Nut 28 erstreckt sich zwischen dem oberen
und dem unteren Ende des Plungers 27 an dessen Umfang. Der Plunger 27 isi aus Stahl oder einem
ähnlichen magnetischen bzw. magnetisierbaren Werk-
stoff gefertigt; die Plungerstange 33 hingegen besteht aus Aluminium oder einem ähnlichen unmagnetischen
Werkstoff. Das Polstück 35 ist in die Bohrung 20 des Führungszylinders 17 für den Plunger 27 eingepaßt und
weist eine Bohrung 37 auf, die mit Spiel die Plungerstange 33 umgibt. Ein einstückig angesetzter
radialer Flansch 39 erstreckt sich vom unteren Ende des Polstückes 35; er liegt am radialen Fiansch 19 des
rührungszylinders 17 sowie dichtend an der Dichtung 21 in der veranschaulichten Weise an.
Ein kombinierter Dicht- und Führungskörper 41 ist in der Ventilbohrung 5 des Ventilgehäuses 1 unmittelbar
unterhalb des Polstückes 35 angeordnet und liegt am radialen Flansch 39 an. Der Dicht- und Führungskörper
41 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist eine Führungsbohrung 43 auf. die von radialen Kanälen
45 zur Herstellung einer Strömungsverbindung mit den Druckentlastungsöffnungen 13 durchsetzt ist. !n nahe
dem oberen und dem unteren Ende des Dicht- und Führungskörpers 41 vorgesehenen Nulen 47 und 51 sind
O-Ringe 49 und 53 angebracht. Der O-Ring 49 minimiert die Leckströmung an Druckflüssigkeit von
den radialen Kanälen 45 zum Bereich direkt unterhalb der Bohrung 37 im Polstück 35. Der O-Ring 53
minimiert die Leckströmung zwischen den Druckentlastungsöffnungen 13 und den Verbraucheranschlußöffnungen
12, wenn das Ventil in der dargestellten Steuerstellung steht. Die untere Stirnfläche des Dicht-
und Führungskörpers 41 weist eine ringförmige Hinterschneidung 54 auf, die einen nach unten
gerichteten ringförmigen Dichtsitz 55 um die öffnung der Führungsbohrung 43 des Dicht- und Führungskörpers
41 herum bildet. Der Dicht- und Führungskörper 41 ist aus Bronze oder einem anderen unmagnetischen
Werkstoff hergestellt.
Ein zylindrischer Steuerkörper 57 ist gleitbeweglich in der Führungsbohrung 43 gelagert und bei seiner
Bewegung gegen die Innenwand der Bohrung 43 durch einen O-Ring 59 in einer Nut 61 eines oberen Kolbens
99 des Steuerkörpers 57 abgedichtet. Am unteren Ende des Steuerkörpers 57 ist ein doppeltwirkendes Schließglied
63 vorgesehen, das sich radial auswärts von einer axialen Ventilstange 65 des .Steuerkörpers 57 unterhalb
des ringförmigen Dichtsitzes 55 erstreckt. Das Schließglied 63 ist durch eine Hutmutter 67 an der Ventilstange
65 befestigt. Einzelheiten des Steuerkörpers 57 werden weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 2 näher
erläutert.
Ein unterer Dichtkörper 69 ist in der Ventilbohrung 5 des Ventilgehäuses 1 gelagert und weist einen sich nach
oben erstreckenden Rand 71 auf, der an der unteren Fläche 73 des Dicht- und Führungskörpers 41 knapp
außerhalb der ringförmigen Hinterschneidung 54 anliegt.
Der sich nach oben erstreckende Rand 71 weist radiale öffnungen auf, um eine Strömungsverbindung
zu den Verbraucheranschlußöffnungen 12 herzustellen. Eine Bohrung 75 erstreckt sich durch den Dichtkörper
69 und wird an ihrem oberen Ende von dem sich nach oben erstreckenden ringförmigen Dichtsitz 77 begrenzt.
Das untere Ende des Dichtkörpers 69 ist durch einen Sprengring 83 gehalten, der in der Haltenut 15 des
Ventilkörpers 1 gelagert ist. Die Bohrung 75 im unteren
Dichtkörper 69 weist eine erweiterte Gewindebohrung 85 an ihrem unteren Ende auf, in der eine Einstellmutter
87 für eine Schraubenfeder 89 eingeschraubt ist. Die Schraubenfeder 89 ist zwischen der Einstellmutter 87
und dem sich nach außen erstreckenden Flansch der
Hutmutter 67 eingespannt, um das Schließband 63 in seine normale Betriebsstellung zu drücken, in der es an
dem nach unten weisenden ringförmigen Dichtsitz 55 anliegt. Die Einstellmutter 87 für die Feder 89 weist eine
mittlere Bohrung 90 auf, die die Druckmittelanschlußöffnung 11 bildet. Ein O-Ring 90a ist in einer äußeren
Umfangsnut 90£> des unteren Dichtkörpers 69 angeordnet,
um zwischen der Anschlußöffnung 11 und den Anschlußöffnungen 12 abzudichten, wenn das doppeltwirkende
Schließglied 63 an dem sich nach oben erstreckenden ringförmigen Dichtsitz 77 aufsitzt. Der
untere Dichtkörper 69 ist aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt.
Am Außenumfang des Führungszylinders 17 für den Plunger 27 ist die Magnetspule 9! angeordnet und dort
mittels einer Haltemutter 92 befestigt, die mit dem Gewinde 25 des Abdeckstücks 18 der Plungerführung in
Eingriff steht und gegen das die Magnetspule aufnehmende Gehäuse 93 anliegt, um die Spulenanordnung
zwischen dem Abdeckstück 18 der Plungerführung und dem Flansch 3 einzuspannen. Auf diese Weise kann die
Spule 91 im Bedarfsfalle auf einfache Weise abgenommen werden, ohne daß eine weitergehende Demontage
des Ventils erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Spulenanordnung einen
inneren Tragkörper aus Kunststoff oder aus Papierschichten auf, auf den 7800 Windungen eines 0,25 mm
starken Leiterdrahtes gewickelt sind, wobei der Tragkörper 94 und die Wicklungen in Epoxydharz
eingeschlossen sind, welches einen Widerstand gegenüber Erde von 310 bis 340 0hm bei 200C aufweist. Ein
Anschlußstück 97 vervollständigt die Magnetspulenanordnung. Ein derart aufgebauter Elektromagnet arbeitet
mit einer Nennspannung von 60 Volt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine ausreichende magnetische Kraft zur
Betätigung des beschriebenen Ventils bereits bei einer Betriebsspannung von nur etwa 8 Volt an der Spule
erzeugt wird. Daher kann die Betriebsspannung vergleichsweise hoch sein, um eine schnellstmögliche
Betätigung des Ventils zu gewährleisten.
Das die Magnetspule 91 aufnehmende Gehäuse 93, welches aus Stahl oder einem anderen magnetischen
bzw. magnetisierbaren Werkstoff besteht, bündelt die äußeren magnetischen Kraftlinien der Magnetspule 91.
Die Kraftlinien verlaufen dabei ringförmig von der Spule 91 durch das Oberteil des Führungszylinders 17
für den Plunger 27. durch den Plunger 27, über den Luftspalt 24, durch das Polstück 35, durch den Flansch 3
für die Spule und nach oben durch das Gehäuse 93. Um einen guten magnetischen Kraftfluß vom Gehäuse 93
durch den Oberteil des Führungszylinders 17 für den Plunger 27 zu erreichen, weist dieses Gehäuse eine sich
in Achsrichtung erstreckende Lippe 93Λ auf, die in radialer Richtung so bemessen ist, daß sie eng an dem
Führungszylinder 17 für den Plunger 27 anliegt und axial so bemessen ist, daß eine entsprechend vergrößerte
Fläche für den Kraftflußübergang zum Plunger 27 unter Zwischenschaltung des Führungszylinders 17
erzielt ist Daher können magnetische Verluste im Bereich des Kraftflusses durch den unmagnetischen
Führungszylinder 17 für den Plunger 27 hindurch dadurch vermindert werden, daß der Führungszylinder
17 so dünn ausgebildet wird, wie dies eben möglich oder noch sinnvoll ist. um so den Wirkungsgrad bzw. die
Leistung der Betätigungseinrichtung für das Ventil zu verbessern.
In F i g. 2 sind die Einzelheiten des Steuerkörpers 57 veranschaulicht. Der Steuerkörper 57 besteht aus Stahl
oder einem anderen magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff. Am oberen Ende der Ventilstange 65 ist
der Kolben 99 in der veranschaulichten Weise starr befestigt bzw. einstückig mit der Ventilstange ausgebil-
r, det. Der Kolben 99 weist die Umfangsnut 61 für den
O-Ring 59 auf, wie dies weiter oben bereits erläutert ist. Die Nut 61 ist im wesentlichen in der Mitte der axialen
Erstreckung des Kolbens 99 angeordnet. Wenn sich der Steuerkörper in der Führungsbohrung 43 bewegt, so
κι unterliegt er Schwenk- oder Taumelbewegungen im wesentlichen um den Mittelpunkt CG des O-Ringes 59.
Diese Bewegungen sind infolge des Spieles möglich, welches zwischen dem Kolben 99 und der Führungsbohrung
43 im Hinblick auf kleinstmögliche Reibung
'· zwischen diesen Teilen während der Bewegung des
Steuerkörpers 57 vorgesehen ist und welches durch Berührung zwischen den oberen und unteren Ecken
bzw. Rändern des Kolbens 99 mit der Innenwand der Bohrung 43 begrenzt ist. Am unteren Ende der
jo Ventilstange 65 ist diese in der bei 100 veranschaulichten
Weise radial verbreitert und bildet eine im wesentlichen vertikale bzw. achsparallele zylindrische
Oberfläche 101, woran eine Verjüngung 103 und an diese ein Halteschaft 105 anschließen, der an seinem
2-1 unteren Ende mit einem Gewindestück 107 versehen ist.
Die Hutmutter 67 ist auf dieses Gewinde geschraubt und drückt das Schließglied 63 über eine Druckscheibe 109
gegen die Verjüngung 103. Ein radialer Schlitz 113 ist in
der oberen Stirnfläche des Kolbens 99 in der gestrichelt
«ι veranschaulichten Weise vorgesehen und steht in
Strömungsverbindung mit einer Längsbohrung 111, die den Kolben 99, die Ventilslange 65, den Halteschaft 105
und das Gewindestück 107 durchsetzt. In der Hutmutter 67 ist eine radiale Querbohrung 115 vorgesehen, die in
Γι Strömungsverbindung mit der zentralen Längsbohrung
111 steht, um die dynamische Komponente des Druckes nicht in die Längsbohrung 111 gelangen zu lassen.
In den Fig. 2 und 3 sind Einzelheiten des Schließglieds 63 dargestellt. Das Schließglied 63 weist eine
4(1 Scheibe 117 auf, welche einen einstückig geformten
axialen Umfangsfiansch 119 besitzt, der sich nach oben
und unten bzw. axial beidseitig über und unter die Oberfläche der Scheibe 117 erstreckt, so daß Ausnehmungen
zur Aufnahme einer oberen Dichtscheibe 121
•Γ) und einer unteren Dichtscheibe 123 entstehen. Die
Schwenkbewegung des Steuerkörpers 57 um den Punkt CC im mittleren Bereich des Kolbens 99 führt zu einer
Relativbewegung der Dichtscheiben 121 und 123 gegenüber den ihnen zugeordneten ringförmigen
Dichtsitzen 55 und 77. Wenn die Dichtscheiben 121 und
123 ebene obere und untere Radialflächen aufweisen würden, würde diese Relativbewegung zu einem
Verkanten oder Verspannen der Oberflächen der Dichtscheiben gegenüber den ringförmigen Dichtsitzen
führen, so daß unerwünschte Leckströmungen die Folge wären. Um ein richtiges Aufsitzen der Dichtscheibe 121
gegen den Dichtsitz 55 unter dem Einfluß der Schraubenfeder 89 unter dem Einfluß der Schraubenfeder
89 und der Dichtscheibe 123 gegen den Dichtsitz 77
bo unter dem Einfluß der Magnetspule 91 zu gewährleisten,
sind die Dichtflächen 125 und 127 der Dichtscheiben 121 und 123 als Kugelsegmente mit Radien R 125 und R 127
mit dem Mittelpunkt CG ausgebildet Auf diese Weise kann die Schwenkbewegung des Steuerkörpers 57
h5 keinen nachteiligen Einfluß auf die Dichtverhältnisse an
den Dichtsitzen 55 und 77 haben.
Im Betrieb ist das beschriebene Ventil in einem Gehäuse montiert welches einen Druckmhtelanschluß
im Bereich der Druickmittelanschlußöffnung 11 besitzt.
Die Verbraucheranschlußöffnungen 12 könnten an ein unter Druck zu setzendes Gerät, wie beispielsweise
einem Pneumatik-Hydraulik-Umwandler, angeschlossen sein, wie er in manchen Bremsanlagen für ,
Schienenfahrzeuge eingesetzt ist. Die Druckentlastungsöffnungen 13 können in ein Überlauf- oder
Expansionsgefäß oder aber über eine Drossel in die Atmosphäre führen. Druckmittel unter Druck fließt von
der öffnung 11 nach oben durch die Bohrung 75, über ι ο
den sich nach oben erstreckenden ringförmigen Dichtsitz 77 und durch die öffnungen 12 zu dem unter
Druck zu setzenden Gerät. Die Schraubenfeder 89 drückt das Schließglied 63 nach oben, so daß die
Dichtscheibe 121 in dichtender Anlage am Dichtsitz 55 liegt Wenn das an die öffnungen 12 angeschlossene
Bauteil druckentlaistet werden soll, so wird die Magnetspule 91 erregt, wodurch der Plunger 27 aus der
Stellung gemäß F i g. 1 nach unten gedrückt wird, die Plungerstange 33 an die obere Stirnfläche des Kolbens
99 des Steuerkörpers 57 anlegt und dabei das Schließglied 63 vom oberen ringförmigen Dichtsitz 55
abhebt und an den unteren ringförmigen Dichtsitz 77 anlegt Druckmittel unter Druck kann somit durch die
öffnungen 12 zurückfließen und über die obere Stirnfläche der Dichtscheibe 121 in den Bereich der
Druckentlastungsöffnungen 13 gelangen, von wo es dann durch die öffnungen 13 abfließt. Gleichzeitig ist
der Druckmittelfluß durch die Öffnung 11 infolge der
dichtenden Anlage der Dichtscheibe 123 gegen den nach oben weisenden ringförmigen Dichtsitz 77
unterbrochen. Wegen der kleinen Luftspalte zwischen einerseits dem Führungszylinder 17 und dem Plunger 27
und andererseits zwischen dem Plunger 27 und dem Polstück 35 führt die von der Magnetspule 91
entwickelte magnetische Kraft zu einer sehr schnellen Bewegung des Schließgliedes 63 zwischen den beiden
ringförmigen Dichtsitzen 55 und 77.
Wenn die Magnetspule 91 entregt wird, so wird das SchlieBglied 63 durch die Schraubenfeder 89 wieder
nach oben in dichtende Anlage gegen den nach unten weisenden ringförmigen oberen Dichtsitz 55 gedrängt.
Während dieser Betriebsphase spielt die Querbohrung 115 in der Hutmutter 67 eine wichtige Rolle. Wenn der
Druck des durch die Anschlußöffnung 11 eintretenden Druckmittels direkt durch die Längsbohrung 111 im
Steuerkörper 57 nach oben wirken könnte, würde in dem Raum oberhalb des Kolbens 99 ein Druck
aufgebaut, der sich aus dem dynamischen, d. h. Geschwindigkeitsanteil und dem statischen Anteil des so
Druckes des durch die Öffnung 11 einströmenden Druckmittels zusammensetzt Darüber hinaus würde die
schnelle Strömimg des Druckmittels zwischen dem sich nach oben erstreckenden ringförmigen Dichtsitz 77 und
der unteren Stirnfläche des Schließglieds 63 wegen des dort auftretenden Venturi-Effektes eines Druckabfall
unten am SchlieBglied 63 bewirken, der etwa dem statischen Anteil des Druckes über den Kolben 99
entsprechen würde. Der vergleichsweise hohe Druck oberhalb des Kolbens 99 in Verbindung mit dem
vergleichsweise niedrigen Druck unterhalb des Schließglieds 63 würde somit trotz der Einwirkung der
Schraubenfeder 89 zu einer relativ langsamen Bewegung des Steuerkörpers 57 nach oben führen. Die
Querbohrung 115 beseitigt diese Schwierigkeit weitgehend dadurch, daß der dynamische Anteil des Druckes
des Druckmittels nicht in die Längsbohrung 111 gelangt, so daß nur der statische Anteil des Gesamtdruckes
oberhalb des Kolbens 99 wirksam wird, der im wesentlichen gleich ist dem verminderten Druck
unterhalb des Schließglieds 63. Dadurch kann die Schraubenfeder 89 die dichtende Anlage zwischen der
Dichtscheibe 121 und dem ringförmigen Dichtsitz 55 schnell wieder herstellen.
Das beschriebene Ventil weist weitere Merkmale zum Ausgleich der Druckbelastungen an gegenüberliegenden Oberflächen der bewegungsübertragenden Bauteile
auf. Wenn das Ventil in der in F i g. 1 veranschaulichten Stellung steht, so wirkt der durch den Venturi-Effekt
unterhalb des Schließglieds 63 verminderte Druck auf die untere Stirnfläche des Schließglieds 63; ein im
wesentlichen gleicher Druck wirkt dabei oberhalb des Kolbens 99 auf etwa dieselbe Fläche, so daß sich diese
Drücke kompensieren. Die Drücke an der Oberseite und der Unterseite des Plungers 27 werden durch die axiale
Nut 28 ausgeglichen. Wenn das Ventil in seine andere Stellung überführt wird, in der die Anschlußöffnung 11
geschlossen ist und eine Strömung zwischen den öffnungen 12 und 13 erfolgt, so wird der statische Druck
auf die untere Fläche des Schließglieds 63 ebenfalls durch den Druck oberhalb des Kolbens 99 ausgeglichen.
Im Inneren der Ventilbohrung 43 im kombinierten Dicht- und Führungskörper 41 erzeugt die Druckmittelströmung zwischen der oberen Dichtscheibe 121 und
dem nach unten weisenden Dichtsitz 55 eine Druckkraft auf die obere Stirnfläche des Schließglieds 63, die durch
eine im wesentlichen gleiche Kraft ausgeglichen wird, welche der bei der Ausströmung des Druckmittels durch
die radialen Kanäle 45 auf die Unterseite des Kolbens 99 einwirkende Druck erzeugt
Grundsätzlich ist die für die Magnetspule 91 zur Bewegung des Plungers 27 nach unten durch den
Luftspalt 24 hindurch erforderliche Leistungsaufnahme um so größer, je größer dieser Luftspalt zwischen dem
Plunger 27 und dem Polstück 35 ist. Daher ist es von Vorteil, wenn die Breite des Luftspaltes 24 eingestellt
werden kann, um die für den Betrieb des Ventils erforderliche Leistungsaufnahme klein zu halten. Zu
diesem Zweck können die Haltemutter 92 und das Abdeckstück 18 vom Führungszylinder 17 entfernt
werden, so daß das mit Gewinde versehene Einschraubende 31 der Plungerstange 33 zugänglich wird und die
Plungerstange 33 in der Gewindebohrung 29 nach oben oder unten bewegt werden kann, um den Luftspalt 24
auf das für den Betrieb des Ventils erforderliche Maß einzustellen. Entsprechend kann der Luftspalt 24 auch
vergrößert werden, wenn Verschleiß an der Dichtscheibe 123 oder dem ringförmigen Dichtsitz 77 ausgeglichen
werden solL Wie weiter oben bereits erläutert ist, kann
die Spannung der Schraubenfeder 89 mittels der Einsteilmutter 87 verändert werden, um die Kraft
einzustellen, mit der die Dichtscheibe 121 gegen den Dichtsitz 55 angelegt wird. Diese Einstellung muß dabei
unter Berücksichtigung der Kraft erfolgen, welche von
der Magnetspule 91 aufgebracht und möglichst klein gehalten werden soll, um den Steuerkörper 57 nach
unten gegen die Gegenkraft der Schraubenfeder 89 zu drücken.
Claims (1)
- Patentanspruch:Sitzventil für die Druckmittelversorgung einer Arbeitseinheit, mit einer zentralen, im Ventilgehäuse verlaufenden, einen ringförmig ausgebildeten Dichtsitz aufweisenden Ventilbohrung, in die die mit der Druckmittelquelle verbundene Druckmittelanschlußöffnung mündet, mit mindestens einer im Abstand von der Druckmittelanschlußöffnung liegenden, ebenfalls in die Ventilbohrung mündenden Verbraucheranschlußöffnung, wobei der Dichtsitz zwischen der Druckmittelanschlußöffnung und der Verbraucheranschlußöffnung angeordnet ist, mit einem in der Ventilbohrung gleitend geführten, mit dem Schließglied des Sitzventils über eine Ventilstange fest verbundenen Kolben und mit einer Druckausgleichsverbindung zwischen der Druckmittelanschlußöffnung und der von dem Schließglied abgesandten Seite des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (127) des Schiießglieds (63) kugel- bzw. kartenförmig ausgebildet ist, daß die Druckmittelanschlußöffnung (11) axial fluchtend zur Ventilbohrung (5) angeordnet ist und daß die Druckausgleichsverbindung zwischen 2r> der Druckmittelanschlußöffnung (11) und der dem Schließglied (63) abgewandten Seite des Kolbens (99) hergestellt ist durch eine mit der Druckmittelanschlußcffnung (11) ständig verbundene Querbohrung (115) im Befestigungsmittel des Schließglieds 1» (63) an der Ventilstange (65) sowie durch eine einerseits in die Querbohrung und andererseits in die dem Schließglied (63) abgewandte Kolbenseite mündende Längsbohrung (111), die durch die Ventilstange (65) und den Kolben (99) verläuft. »
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |