DE2738476A1 - Steuerventil - Google Patents

Steuerventil

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Description

- 3 Steuerventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit, das vorzugsweise mit einem Ventil zur schnellen Entleerung versehen ist.
Bei einem Kolben-Zylinder-Aggregat wird bekanntlich der Kolben, der in dem Zylinder hin- und herbeweglich befestigt ist, der Einwirkung eines Druckmittels ausgesetzt, so daß er sich in dem Zylinder verschiebt und die Verschiebung des Kolbens als Arbeit über eine Kolbenstange, die an dem Kolben befestigt ist, abgenommen werden kann.
In diesem Fall hängt die Leistung des Zylinders von dem Druck ab, der im allgemeinen in der kopfseitigen Kammer des Zylinders auf den Kolben zur Durchführung der gewünschten Arbeit aufgegeben wird. Der Druck, der erforderlich ist, um den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückzubringen, d.h. der Druck auf der Seite der Kolbenstange, braucht nicht so groß zu sein, wie der Druck, der für die Ausführung der Arbeit benötigt wird, d.h. er sollte so weit herabgesetzt werden, wie es zur Zurückführung des Kolbens in seine Ausgangsstellung erforderlich ist. Es ist jedoch allgemein üblich, nach Einstellen eines bestimmten Druckes mit einem entsprechenden Ventil der kopfseitigen und der kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders über ein Ventil zur Änderung der Strömungsrichtung Druckmittel mit dem gleichen Druck zuzuführen, so daß überflüssige Energie zum Zurückbringen des Kolbens in seine Ausgangsstellung aufgebracht wird.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, ein Ventil zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit, das mit einem Ventil zum schnellen Ablassen des Druckes versehen ist, so auszubilden, daß der Zylinder für den Vorschub des Kolbens schnell mit dem Druckmittel
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beaufschlagt wird und, wenn der Druck beim Zurückfahren des Kolbens entfernt werden soll, dies sehr schnell vor sich geht.
Erfindungsgemäß besteht das Steuerventil aus folgenden Teilen: einem Ventilkörper mit einer Einlauf- und einer Auslauföffnung, sowie einer Durchgangsöffnung, die diese beiden öffnungen miteinander verbindet, einem Drosselventil zum Begrenzen der Durchgangsöffnung, die in dem Ventilkörper vorgesehen ist, sowie einem Ventil zur Regulierung des Druckes, das sich bei Drucken öffnet, die über einem eingestellten Druck liegen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen senkrechten Querschnitt durch ein Ventil zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit ge
mäß einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Druckmittelkreises mit einem Steuerventil gemäß vorliegender Erfindung,
Figur 3 Diagramme, die den Druck in Abhängigkeit von der Zeit bei dem auf Figur 2 dargestellten Druckmittelkreis zeigen,
Figur 4 einen senkrechten Schnitt durch ein Steuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 5 einen Druckmittelkreis mit einem Ventil zur Änderung der Strömungsgeschwindigkeit gemäß Figur 4,
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Figur 6 zwei der Figur 3 entsprechende Diagramme des Druckmittelkreises gemäß Figur 5»
Figur 7 einen senkrechten Schnitt durch ein Ventil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
Figur 8 eine Draufsicht auf das auf Figur 7 dargestellte Ventil.
Das auf den Figuren 1 "bis 3 dargestellte Ventil ist mit einer Einlaßöffnung 2 und einer Auslaßöffnung 3 versehen, die über eine Durchgangsöffnung 4- für das Druckmittel miteinander verbunden sind. In der Durchgangsöffnung ist ein mehrteiliges Ventil 7 angeordnet, das aus einem Umschaltventil 5 mit zwei öffnungen und einer Federsteuerung sowie einem Nadelventil besteht, das als Drosselventil dient. Parallel zu dem Ventil 7 ist ein Ventil zum schnellen Ablassen des Druckmittels oder Rückschlagventil 8 geschaltet, das den Durchgang des Druckmittels nur in der einen Richtung, nämlich von der Auslaßöffnung 3 zur Einlaßöffnung 2, gestattet.
Das Ventil 7 und das Rückschlagventil 8 werden im folgenden näher erläutert:
Das mehrteilige Ventil 7 enthält einen Ventilkörper 10, der sich auf einen Ventilsitz 9 auflegen kann, der ein Teil des Ventilkörpers 1 ist. Die kolbenartig ausgebildete Wandung 11 besteht aus einem Stück mit dem Ventilkörper 10 und ist verschiebbar in einer zylindrischen Bohrung 12 des Ventilkörpers 1 luft- und wasserdicht angeordnet. Der obere Abschnitt der Bohrung 12 ist mit einem Innengewinde 13 versehen, in das ein Verschlußstück 14 eingeschraubt ist; zwischen dem Verschlußstück 14 und dem Kolben 11 ist eine Feder 15 angeordnet. In
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dem Umschaltventil 5 wird über die Auslaßöffnung 3 an die kolbenartige Wandung 11 ein Steuerdruck angelegt, so daß der Ventilkörper 17 von dem Ventilsitz 9 abgehoben wird, wobei er die Durchgangsöffnung 4 öffnet. Das Nadelventil 6 ist verschiebbar in einer Bohrung 16 angeordnet, die sich durch die Mitte des Ventilkörpers 10 und die kolbenartige Wandung 11 erstreckt, die aus einem Stück mit diesem besteht. Der vordere Abschnitt 17 des Nadelventils begrenzt eine quer verlaufende Durchgangsöffnung 18 in dem Ventilkörper 10 sowie die öffnung 19 der Bohrung 16 am Ende des Ventilkörpers 10. Die Nadel ist mit einem hinteren, mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 21 versehen, der in die Gewindebohrung 22 des Verschlußstückes 14 geschraubt ist, wobei das äußere Ende des Gewindeabschnittes 21 über das Verschlußstück 14 nach außen vorsteht. Das äußere Ende des Gewindeabschnittes 21 ist mit einem Schlitz 23 versehen, in das die Spitze eines Schraubenziehers eingesetzt werden kann.
Das Rückschlagventil 8 erlaubt den Durchfluß des Druckmittels durch die Durchgangsöffnung 41 nur in Richtung von der Auslaßöffnung zur Einlaßöffnung. Die öffnung ist in dem Ventilkörper 1 parallel zu der Durchgangsöffnung 4 angeordnet, die sich durch das mehrteilige Ventil 7 erstreckt. Das Rückschlagventil 8 besteht aus einem Ventilsitz 24, der ein Teil des Ventilkörpers 1 ist, einem Ventilkörper 25, der sich auf den Ventilsitz 24 auflegen kann und einer Feder 26, die den Ventilkörper 25 nachgiebig gegen den Ventilsitz 24 drückt.
Die Auslaßöffnung 3 des Ventils zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit, das mit einem Ventil zum schnellen Ablassen des Druckmittels der vorstehend beschriebenen Art versehen ist, ist über eine Leitung 30 mit der kopfseitigen Kammer des Zylinders 28 einer Betätigungsein-
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richtung 27 verbunden, während die Einlaßöffnung 2 über die Leitung 31 mit einem nicht dargestellten Ventil zur Änderung der Strömungsrichtung in Verbindung steht. Mit 32 ist eine Leitung bezeichnet, die von der kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders 28 kommt und an ein Ventil 36 angeschlossen ist, das aus einem einstellbaren Drosselventil 331 einem Steuerventil 34- zur Reduzierung des Druckes und einem Rückschlagventil 35 besteht, das parallel zu den Ventilen 33 und 34- geschaltet ist.
Figur 3 zeigt zwei Diagramme, auf denen für die Bewegungen des Kolbens innerhalb des Zylinders 28 in den Richtungen F und F1 die Drucke P,. und Pp in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt sind, wobei mit P,. der Druck in der kopfseitigen Kammer und mit Pp der Druck in der kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders 28 bezeichnet ist.
Das Druckmittel wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die durch das mehrteilige Ventil 7 gesteuert wird, der kopfseitigen Kammer des Zylinders 28 einer Betätigungseinrichtung 27 zugeführt. Dabei kann das Druckmittel aus der kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders 28 schnell über das Rückschlagventil 35 abgezogen werden. Wird dagegen das Druckmittel über die Leitung 32 zugeführt, so daß sich der Kolben in Richtung des Pfeiles F1 bewegt, kann das Druckmittel über das Rückschlagventil 8 schnell abgezogen werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels, das die Bewegung des Kolbens in Richtung des Pfeiles F hervorruft, kann nach Wunsch durch Einregulieren der Kraft der Feder 15 durch Drehen des Verschlußstückes 14, sowie durch Einstellen der öffnung des Nadelventile 6 durch Drehen des Gewindeabschnittes 21 der Nadel 20 in der Gewindebohrung 22 verändert werden.
Bei der auf den Figuren 4- und 6 dargestellten Ausführungs-
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form der Erfindung ist mit 101 der Ventilkörper bezeichnet, der mit einer Einlaßöffnung 103 und einer Auslaßöffnung 102 versehen ist, die über eine JDurchgangsöffnung
104 miteinander verbunden sind. In der Durchgangsöffnung 104 ist ein mehrteiliges Ventil 107 angeordnet, das aus einem Umstellventil 105 mit zwei öffnungen, das mittels einer Feder einstellbar ist und zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit dient, und einem Nadelventil 106 besteht, das als Drosselventil dient.
Das mehrteilige Ventil 107 besteht aus einem Ventilkörper 109t der sich auf einen Ventilsitz 108 auflegen kann, der ein Teil des Ventilkörpers 101 ist und aus einem Stück mit einem Kolben oder einer kolbenartig ausgebildeten Wandung 110 besteht. Der Kolben 110 ist verschiebbar in einer zylindrischen Bohrung 111 des Ventilkörpers 101 angeordnet. Ein Verschlußstück 113 ist in eine mit einem Innengewinde versehene Wandung 112 geschraubt, die den oberen Abschnitt der zylindrischen Bohrung 111 bildet. Zwischen der kolbenartig ausgebildeten Wandung 110 und dem Verschlußstück 113 ist eine Feder 114 eingesetzt. Bei dem Umschaltventil
105 wird an der Einlaßöffnung 103 ein Druck als Steuerdruck für die kolbenartig ausgebildete Wandung 110 aufgegeben, der den Ventilkörper 109 gegen die Wirkung der Feder 114 beaufschlagt, so daß er von dem Ventilsitz 108 abgehoben und damit die Durchgangsöffnung 104 geöffnet werden kann. Eine Nadel 119 ist verschiebbar in einer Bohrung 115 befestigt, die sich durch die Mitte des Ventilkörpers 109 und der kolbenartig ausgebildeten Wandung 110 erstreckt. Die Spitze der Nadel 119 reguliert die öffnung einer quer verlaufenden Bohrung 117 sowie die Öffnung 118 der Bohrung 115· Der obere Abschnitt der Nadel 119 ist mit einem Gewinde 120 versehen, das in eine Gewindebohrung 121 des Verschlußstückes 113 eingeschraubt ist, wobei das äußere Ende des Gewindeabschnittes 120
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nach außen vorsteht. Das Ende ist mit einem Schlitz 122 zum Einsetzen der Spitze eines Schraubenziehers versehen.
Wie sich aus Figur 5 ergibt, ist die Auslaßöffnung 102 des Ventils mit einer Leitung 126 verbunden, die zu der kopfseitigen Kammer des Zylinders 124 der Betätigungseinrichtung 123 führt, deren Innenraum durch den Kolben 125 in zwei Kammern unterteilt wird. Die Einlaßöffnung 103 ist über eine Leitung 127 niit einem Dicht dargestellten Ventil zur Änderung der Strömungsrichtung verbunden.
Andererseits ist in einer Druckmittelleitung 128, die zur kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders 124 führt, eine Ventilanordnung angebracht, die aus einem einstellbaren Drosselventil 129> einem Steuerventil 130 zum Heduzieren des Druckes und einem Bückschlagventil 131 besteht, das parallel zu dem Drosselventil 129 geschaltet ist. Figur 6 zeigt für die Bewegungen des Kolbens innerhalb des Zylinders 124 in den Richtungen F und F1 die Veränderungen der Drucke Px. und Pp in Abhängigkeit von der Zeit, wobei P^ und Pp die Drucke in der kopfseitigen bzw. kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders 124 bedeuten.
Der Druck in der kopfseitigen Kammer des Zylinders 124 der Betätigungseinrichtung 123 wird wie folgt aufgebaut: über ein nicht dargestelltes Ventil zur Änderung der Strömungsrichtung wird unter hohem Druck stehendes Druckmittel der kolbenartig ausgebildeten Wandung 110 zugeleitet, so daß diese nach oben verschoben und der VentilkÖrper 109 von dem Ventilsitz 108 abgehoben wird. Dadurch wird der Druck schnell in den Zylinder 124 übertragen und der Kolben 125 verschoben. Aus der kolbenstangenseitigen Kammer wird das Druckmittel bei Steuerung durch das einstellbare Drosselventil 129 abgezogen. Anders als bei der Bewegung des Kolbens 125 in Richtung des Pfeiles F wird der Druck auf der Seite des Ventils zur Änderung der
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Strömungsrichtung, wenn das Druckmittel über die Leitung 128 zugeführt wird, um den Kolben 125 in ßichtung des Pfeiles F1 zu bewegen, verglichen mit dem in dem Ventilkörper 109 eingestellten Druck, erniedrigt, so daß der Ventilkörper auf den Ventilsitz 108 gedruckt wird und dabei den dazwischenliegenden Spalt schließt, während der Druck in dem Zylinder 124 langsam über den Spalt zwischen dem Ventilkörper 109 und der Nadel 119 abgelassen wird, so daß die Geschwindigkeit des Kolbens 125 durch die Einr· stellung der Öffnung des Nadelventils 119 gesteuert wird.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Steuerventils gemäß vorliegender Erfindung.
Mit 201 ist in Figur 7 ein Ventilkörper bezeichnet, der mit Öffnungen 202 und 203 versehen ist. Der Druckmitteldurchgang 204 verbindet diese beiden öffnungen. In dem Druckmitteldurchgang 204 ist ein Ventil 205 zur Steuerung des Druckes angeordnet, während ein Steuerventil 207 für die Strömungsgeschwindigkeit in der Durchgangsöffnung vorgesehen ist, die parallel zu der öffnung 204 angeordnet ist.
Das Ventil zur Steuerung des Druckes 205 besteht aus einem Ventilkörper 209, der sich auf den Ventilsitz 208 auflegen kann, der in dem Ventilkörper 201 ausgebildet ist. Ein Kolben oder eine als Kolben ausgebildete Wand 210 besteht aus einem Stück mit dem Ventilkörper 209. Die Wandung 210 ist luft- und wasserdicht verschiebbar in einer zylindrischen Bohrung 211 des Ventilkörpers angeordnet. Ein Verschlußstück 213 zum Einregulieren des Druckes ist in eine mit einem Innengewinde versehene Wandung 212 eingeschraubt, die die zylindrische Bohrung 211 verlängert. Zwischen dem Verschlußstück 213 und der kolbenartig ausgebildeten Wandung 210 befindet sich eine Feder 214 zum Einstellen des Druckes.
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Auf der Seite der öffnung 202 wird ein Druck als Steuerdruck für die kolbenartig ausgebildete Wandung 210 angelegt, um den Ventilkörper 209 gegen die Wirkung der Feder 214 zu verschieben. Dabei kann der Ventilkörper 209 von dem Ventilsitz 208 abgehoben werden, um die Durchgangsöffnung 204 für das Druckmittel zu öffnen. Die Kraft der Feder 214 wird durch Drehen des Verschlußstückes 213 eingestellt, dessen Ende mit einem Schlitz 215 versehen ist, in den die Spitze eines Schraubenziehers eingesetzt werden kann.
In der Durchgangsöffnung 206, die parallel zu der Durchgangsöffnung 204 verläuft, befindet sich ein Ventil 207 zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit. Dieses besteht aus einem Ventilsitz 216 in der Durchgangsöffnung 206 und dem Ventilkörper 217» der sich auf den Ventilsitz auflegen kann, sowie einer Regulierstange 219» die lose in einer Bohrung 218 des Ventilkörpers 217 liegt. Die Stange 219 ist an ihrem Ende mit einem Gewinde 220 versehen, das in das Innengewinde 221 des Verschlußstückes 222 eingeschraubt ist. Das Verschlußstück 222 ist mit einem Außengewinde versehen und in ein Gewinde 223 des Ventilkörpers 201 eingeschraubt. Das Ende der Stange 219 ist mit einem Schlitz versehen, in die die Spitze eines Schraubenziehers eingesetzt werden kann. Durch Drehen der Stange 219 kann der Ventilkörper 217 verschoben und damit der Spalt zwischen diesem und dem Ventilsitz 216 einreguliert werden.
Wenn bei einem derartigen Ventil primärseitig über die öffnung 202 das Druckmittel zugeführt und mit Hilfe der Regulierfeder 214 ein bestimmtes Druckniveau eingestellt wird, fließt das Druckmittel über den Spalt zwischen dem Ventilkörper 209 und dem Ventilsitz 208 zur öffnung 203-Wenn der Druck des Druckmittels niedriger ist als der mit der Feder 214 eingestellte Druck, wird der Ventilkörper
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209 durch die kolbenartig ausgebildete Wandung 211 gegen seinen Ventilsitz gedrückt und verhindert den Durchfluß des Druckmittels.
Wenn das Druckmittel von der öffnung 203 zur Öffnung 202 strömt, drückt das Druckmittel gegen das Ventil 205, strömt jedoch durch die Öffnung 206 sowie durch den Spalt zwischen dem Ventilkörper 217 und dem Ventilsitz 216 des Ventils 207 zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit. Das Ventil gemäß vorliegender Erfindung ermöglicht es also, durch Drehen der Stange 219 mit einem Schraubenzieher, der in den Schlitz 224 eingesetzt wird, einen vorgegebenen Druck und die Strömungsgeschwindigkeit einzustellen.
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Leerseite

Claims (5)

  1. Dr. W. P. Radt
    EHpL-Ing. E E. Finkener 2 7 3 8 A 7 6
    Dipl.-Ing. W. Ernesti
    Patentanwälte
    463 Bochum
    Hdnri*-K8nl«-StT»e* 12
    Fenupradier415S0, 423 27
    Telegrammadresse: Radtpatent Bodium
    η 136
    EEP/US
    Patentansprüche
    Ventil zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit für eine aus einem Kolben-Zylinder-Aggregat bestehende Betätigungseinrichtung, die mit einem Druckmittel betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus folgenden Teilen besteht:
    einem Ventilkörper (1) mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung (2, 3) für das Druckmittel, einer die beiden Öffnungen verbindenden Durchgangsöffnung (4-) für das Druckmittel, einem Drosselventil (6) zur Begrenzung der Durchgangsöffnung und einem Ventil (5) zum Einstellen des Druckes, das dann geöffnet ist, wenn der Druck des Druckmittels über einem eingestellten Druck liegt.
  2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsöffnung (4) für das Druckmittel ein aus mehreren Teilen bestehendes Ventil (7) angeordnet ist, das aus einem Drosselventil (6) und einem Ventil (5) zum Regulieren des Druckes besteht, die ineinander angeordnet sind.
  3. 3. Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen, mit denen die Kraft einer zum Einregulieren des Druckes dienenden Feder (15)» die nachgiebig gegen das Ventil (5) zum Regulieren des Druckes anliegt, von
    809811/0717
    außen einstellbar ist.
  4. 4-, Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zweite, parallel zu der ersten öffnung angeordnete Durchgangsöffnung enthält, in der von außen regulier-"bare Einrichtungen zum Einstellen der Ventilöffnung vorgesehen sind.
  5. 5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Durchgangsöffnung ein Ventil zum schnellen Ablassen des Druckmittels angeordnet ist, das den Durchgang des Druckmittels nur in einer Richtung ermöglicht.
    809811/0717
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