DE2648145B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein federbelastetes, als Sitzventil ausgebildetes hydraulisches Zuschaltventil gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.

In Steuerkreisen in der Hoch- und Mitteldruckhydraulik wird in den meisten Fällen weitestgehende, praktisch vollständige Dichtheit gefordert. Das bedeutet für die in derartigen Kreisen angeordneten Zuschaltventile, daß zwischen dem Ventilraum und dem Raum der Steuerfeder, nachfolgend kurz Federraum genannt, keine Leckage auftreten soll, da jede Leckage zu einem Druck- und damit Leistungsverlust in dem hydraulischen System, in dem das Zuschaltventil eingefügt ist, führt.

Um diese Leckage zu vermeiden, ist es bekannt, die Federtellerkolben mit Gummidichtelementen verschiedener Art abzudichten. Hierdurch wird zwar eine hinreichende Abdichtung erzielt, jedoch ist diese Methode insofern nachteilig, ass durch derartige Dichtelemente die Hysterese eines solchen Ventils wesentlich und undefinierbar erhöht wird. Dies liegt darin begründet, daß zwischen dem Federtellerkolben und dem ihn umgebenden Dichtelement entweder eine Haftreibung oder eine Gleitreibung mit ihren unterschiedlichen Werten existieren kann. War etwa das Ventil längere Zeit geöffnet, so wird eine bedeutende Haftreibung wirksam, welche den Schließdruck des Ventils erheblich nach niedrigen Werten verschiebt. Bleibt hingegen das Ventil nur sehr kurze Zeit, z. B. Sekundenbruchteile geöffnet, so ist an der Dichtungsstelle praktisch nur die Gleitreibung zu überwinden, welche wesentlich geringer ist als die Haftreibung. Dadurch wird der Schließdruck im wesentlich geringerem Maße als vorher zu niedrigen Werten verschoben. Aus alledem ergibt sich, daß durch derartige Gummidichtelemente um den Federtellerkolben herum ein undefinierbarer, streuender Schließdruck bewirkt wird, welcher nur mit erheblichem Kostenaufwand an anderer Stelle kompensiert werden kann.

Aus dem Fachbuch von G. Hoffmann »Einführung in die Hydraulik«, 1953, Seiten 85 und 86, ist es aus Bild 88 auf Seite 85 bekannt, den Federtellerkolben eines Zuschaltventils unmittelbar im Ventilgehäuse in Gleitpassung zu führen, wobei zwischen Kolben und Gehäuse keine körperlichen Abdichtungselemente vorgesehen sind. Hierdurch ist zwar eine undefinierbare Hysterese vermieden; jedoch ist dadurch eine beträchtliche Leckage bedingt, welcher aber vermieden werden soll, wie weiter oben ausgeführt

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zuschaltventil der eingangs genannten Art so zu ' verbessern, daß es sowohl eine nur kleine und dabei definierte Hysterese als auch praktisch vernachlässigbare Leckage aufweist

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Mittel, wie sie im Kennzeichen des ι Patentanspruches angegeben sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Zuschaltventil mit einer Kugel als Schließglied,

F i g. 2 den Ventilraum aus F i g. 1 mit einem Doppelkegel als Schließglied.

Gemäß F i g. 1 befindet sich oben im Ventilgehäuse 1 der Federraum 2 mit der Steuerfeder 3. Letztere liegt an dem Federteller 4 an, welcher in den Kolben 5 übergeht

Der Kolben S wird geführt von einer Buchse 6. Zwischen beiden Teilen besteht ein relativ enger Passungsspalt. Körperliche Dichtungselemente irgendwelcher Art zwischen beiden Teilen sind nicht vorhanden.

Der Kolben 5 steht in kraftschlüssiger Verbindung mit der Ventilkugel 7. Dieser gegenüber angeordnet besitzt die Buchse 6 einen eingefasten Ventilsitz 8. Letzterer ist bezüglich Form und Material an die Ventilkegel / angepaßt.

Nach unten zu grenzt an die Buchse 6 eine Hülse 9. An diese grenzt eine weitere Hülse 10, die einen konischen Raum 11 enthält. In diesem befindet sich der obere Teil des Dämpfungskolbens 12 von an sich bekannter Art, welcher unter dem Druck einer Feder 13 steht Der Dämpfungskolben 12 ist in einem eingeschraubten Abschlußdeckel 14 gelagert und besitzt einen Querstift 15, der nach oben hin als Mittel zur Wegbegrenzung infolge Anstoßens an die Wandung des konischen Raumes 11 dient.

Das Ventil besitzt den Zuführungsanschluß 16, den Anschluß 17 für den Abfluß des Hydrauliköles und einen Anschluß 18, welcher zur Verbindung des Federraumes 2 mit einem nicht gezeichneten drucklosen ölvorratsbehälter bestimmt ist. Mit 19 ist der Öffnungsweg der Ventilkugel 7 bezeichnet. 20 bezeichnet den Ventilsitz für die Kugel 7 im Schließzustand des Ventils.

Das in F i g. 1 gezeigte Ventil arbeitet wie folgt:

Wenn der Druck des über den Anschluß 16 zugeführten Hydrauliköles eine bestimmte Höhe erreicht, übersteigt die von ihm auf die Kugel 7 ausgeübte Kraft die Gegenkraft der Steuerfeder 3, welche über dem Kolben 5 wirksam ist Demzufolge wird die Kugel 7 von ihrem Sitz 20 abgehoben. Das Hydrauliköl kann nun vom Anschluß 16 über den Raum 11 um die Kugel 7 herumströmen und über den Anschluß 17 in das Hydrauliksystem gelangen, in dem das Zuschaltventil eingefügt ist Das Hydrauliköl gelangt dabei auch vor die Stirnfläche des Kolbens 5 des Federtellers 4, und der öffnungsdruck wirkt auf diesen Kolben ein. Nun ist der wirksame Querschnitt des Kolbens 5 so gewählt, daß die an ihm durch den öffnungsdruck des Hydrauliköles bewirkte Kraft größer ist als der Kraftanstieg der Steuerfeder 3 im Offnungsweg 19. Dadurch wird die Ventilkugel 7 sicher in ihren Ventilsitz 8 in der Buchse 6 gedrückt Demzufolge wird der Ventilraum in die Kugel 7, mithin also auch das Hydrauliksystem, in dem das Zuschaltventil eingefügt ist, exakt gegen den Federraum 2 und den

am Anschluß 18 angeschlossenen Vorratsbehälter abgedichtet

Sinkt der Öldruck um die Kugel 7 herum wieder ab, so kann von einem gewissen Wert ab, der niedriger liegt als der Öffnungsdruck, hier Schließdruck genarnt, die Kraft der Feder 3 die durch das Hydrauliköl auf den Kolben 5 ausgeübte Kraft übersteigen und bringt demzufolge die Ventilkugel 7 wieder in Dichtschluß mit ihrem Ventilsitz 20.

Weil zwischen dem Kolben 5 und der ihn umgebenden Buchse 6 kein besonderes Dichtelement vorgesehen ist, sondern nur ein relativ enger Passungsspalt besteht, kann durch diesen Spalt eine kleine Leckölmenge in den Federraum 2 nur während der außerordentlich kurzen Zeit gelangen, in der sich die Ventilkugel 7 vom Ventilsitz 20 in den gegenüberliegenden Ventilsitz 8 bewegt Weil sie dort infolge der weiter oben genannten Bemessungsvorschrift des Kolbens 5 in ihren Sitz gepreßt wird, findet keine weitere Leckage statt Diese Schaltleckage ist jedoch in der Praxis vernachlässigbar und kann obendrein, weil sie ein für allemal vorgegeben ist, in der sonstigen Auslegung des Systems berücksichtigt werden. Weil um den Kolben 5 keinerlei besondere Abdichtungselemente vorhanden sind, kann eine Undefinierte Schalthysterese nicht auftreten.

Das Schließglied des Zuschalterventils muß nicht unbedingt als Kugel ausgebildet sein. Wie F i g. 2 zeigt, kann an ihrer Stelle auch ein Doppelkegel 21 vorgesehen sein. Dieser bildet mit dem Kolben 5 eine bauliche Einheit Das Schließglied kann schließlich auch als plattenförmiger Körper ausgebildet sein, der mit dem Kolben 5 eine bauliche Einheit bildet und dem ebene Ventilsitze an der Buchse 6 und der Hülse 10 zugeordnet sind. Ebenso braucht der Ventilsitz nicht mit einer Fase versehen zu sein, sondern kann, wie bei 8' gezeigt, aus einer Bohrungskante bestehen. Die Ausbildung derartiger Ventilsitze als solche ist an sich bekannt und gehört nicht zur vorliegenden Erfindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ftderbelastetes, als Sitzventil ausgebildetes hydraulisches Zuschaltventil, dessen Steuerfeder in kraftschlüssiger Verbindung steht mit einem Federteller, welcher in einen Kolben Obergeht, der mit dem Ventilschließglied, über das der Druckmittelstrom zu einem Verbraucher freigebbar ist, in kraftschlüssiger Verbindung steht oder der mit dem Ventilschließglied eine Baueinheit bildet, wobei der die Steuerfeder aufnehmende Federraum mit dem ölvorratsbehälter verbunden ist und die Abdichtung zwischen dem Kolben des Federtellers und dem diesen umgebenden Teil des Ventilgehäuses durch Passung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß far das Ventilschließglied ein Ventilsitz (8) an dem den Kolben (5) des Federtellers (4) umgebenden Gehäuseteil angeordnet ist