DE2808477A1

DE2808477A1 - Druckausgeglichenes ventil fuer hsa-fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2808477A1
Application number: DE19782808477
Authority: DE
Inventors: Karl Krieger
Original assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2808477C2

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein druckausgeglichenes Ventil für HSA-Flüssigkeiten mit einem Schieberkolben, der zur wechselweisen Verbindung eines Druckmittelverbrauchers mit einer Hochdruckleitung in der Öffnungsstellung des Ventils und mit einer Rücklaufleitung in der Stellung des Ventils um einen vorgegebenen Verschiebeweg in einem Ventilgehäuse verschiebbar gelagert ist, das an einer Längsseite in Öffnungsrichtung des Schieberkolbens nebeneinanderliegend eine vordere Eintrittsöffnung für die Druckflüssigkeit, eine mittlere Anschlußöffnung für den Verbraucher sowie eine hintere Austrittsöffnung für den Rücklauf aufweist, wobei die Öffnungen gegeneinander und nach außen zur Vermeidung von Spalt- und Leckverlusten durch Dichtungsringe zwischen der GehäuseinnenaJandung und der Mantelfläche des Schieberkolbens abgedichtet sind.
Mit einem Schieberkolben gesteuerte Nehrwegeventile werden vorwiegend zur Druckbeaufschlagung von hydraulischen Arbeitszylindern oder dgl. mit Drucköl verwendet. Die relativ hohe Viskosität des Öls macht eine Abdichtung der Steuerungskanäle und Bohrungen für das Druckmittel zwischen den Eintritts- und Austrittsöffnungen überflüssig. Zur Abdichtung sind schon relativ grobe Passungen zwischen dem Außenmantel des Schieberkolbens und der Innenwandung des Ventilgehäuses ausreichend, so daß auch ohne Dichtungselemente nur geringe Leckagen entstehen, die die Funktion des Ventils nicht beeinträchtigen. Dagegen verursachen HSA-Flüssigkeiten aufgrund der wesentlich geringeren Viskosität bei gleicher Spaltweite so große Leckagen, daß eine einwandfreie Funktion des Ventils insbesondere bei hohen Drücken nicht mehr gegeben ist.
Zur Vermeidung von Spaltverlusten werden daher zwischen dem Schieberkolben und der Innenwandung des Ventilgehäuses Abdichtungen vorgesehen, die beim Verschieben des Schieberkolbens von den Verbindungsbohrungen oder -kanälen überfahren werden. Als nachteilig hat sich herausgestellt, daß die Dichtungen beim Überschieben durch den Seitendruck der im Spalt anstehenden Druckflüssigkeit in die sich öffnenden Bohrungen hineingepreßt und von den Bohrungskanten beim Weiterschieben teilweise abgeschert werden. Diesem Nachteil wird dadurch zu begegnen versucht, daß die Passungen zwischen der Gehäuseinnenwandung und der Mantelfläche des Schieberkolbens sehr eng gewalt werden, wodurch å jedoch insbesondere bei. kleinenGesamtabmessungen des Ventils erhebliche Kosten in der Fertigung entstehen. In der Preis werden daher mit HSA-Blüssigkeiten betriebene Druckmittelverbraucher vorwiegend durch herkömmliche Kegel- oder Eugel-Sitz.rentile gesteuert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein drnckausgeglichenes Ventil der eingangs genannten Art fiir liSA-Flüssigkeiten zu schaffen, bei dem eine lange Einsat.
dauer (Standzeit) der Dichtungen gewährleistet ist und das kostengünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Ilauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung eines druckausgeglichenen Ventils für HSA-Flüssigkeiten wird erreicht, daß beim Verschieben des Schieberkolbens in die beiden Endstellungen die jeweils den Hochdruck gegenüber dem Rücklauf abdichtenden Dichtungsringe zwischen den beiden Umlaufkanälen einerseits und zwischen der Austrittsöffnung und dem hinteren Bereich der Gehäuseinnenwandung andererseits jeweils von druckbeaufschlagten Radialbohrungen überfahren werden. Die Dichtungsringe werden beim Überfahren durch den in den Radialbohrungen anstehenden Druck in die Ringnuten der Gehäuseinnenwandung hineingedrückt, so daß die Druckflüssigkeit auf den Dichtungsringen einen Schmierfilm bildet, über den die Bohrungen kontaktlos hinweggleiten. Auf diese Weise wird Verschleiß an den besonders beanspruchten Dichtungsringen vermieden. Die somit erreichte lange Lebensdauer der Dichtungsringe gewährleistet eine große Betriebssicherheit des Ventils. Die Abdichtung erfolgt bei normalen Toleranzen zwischen dem Kolbenschieber und der Gehäuseinnenwandung, so daß das aus wenigen Einzelteilen bestehende Ventil auf einfache Weise kostengünstig herzustellen ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein druckausgeglichenes Steuerventil, wobei der Schieberkolben in der rechten Zeichnungshälfte in der Stellung und in der linken Hälfte in der Öffnungsstellung dargestellt ist.
Das druckausgeglichene Ventil für HSA-Flüssigkeiten ist mit einer Eintrittsöffnung 1 im Ventilgehäuse 2 an einer nicht dargestellten Hochdruckleitung angeschlossen. Dahinter liegen nebeneinander eine Anschlußöffnung 3 für die nicht dargestellte Druckzuleitung eines Druckmittelverbrauchers sowie eine Austrittsöffnung 4 für eine ebenfalls nicht dargestellte Rücklaufleitung zu einem Tank. Zur wechselweisen Verbindung der Anschlußöffnung 3 für den Druckmittelverbraucher mit der Eintrittsöffnung 1 für die Hochdruckzuleitung einerseits und mit der Austrittsöffnung 4 für den Rücklauf ist an der Gehäuseinnenwandung 5 des am Boden 6 verschlossenen Ventilgehäuses 2 ein Schieberkolben 7 um den Betrag eines Verschiebeweges L längsverschiebbar gelagert und am Ventilgehuseboden 6 auf einer Rückstellfeder 8 abgestützt.
Der Schieberkolben 7 wird durch einen Druckknopf 9 an der offenen (vorderen) Seite des Ventilgehäuses 2 gegen die Rückstellkraft der Feder 8 aus in der rechten Zeichnungshälfte dargestellten Stellung in die in der linken Zeichnungshälfte dargestellte Öffnungsstellung verschoben.
Auf der Mantelfläche des Schieberkolbens 7 sind im Abstand des Verschiebeweges L voneinander entfernt ein vorderer 10 und ein hinterer 11 flacher Umlaufkanal in der Breite des Verschiebeweges L vorgesehen. In den äußeren Randbereich des vorderen Umlaufkanals 1C münden hintere Radialbohrungen 12 ein, die von einer nach außen verschlossenen Längsbohrung 13 im vorderen Bereich des Schieberkolbens 7 ausgehen. Aus der Längsbohrung 13 zweigen weiterhin vordere Radialbohrungen 14 ab, die in der Öffnungsstellung des Schieberkolbens 7 mit einer von der Eintrittsöffnung 1 ausgehenden Querbohrung 15 für die Hochdruckzufuhr zur Deckung gebracht werden. Eine weitere Querbohrung 16 ist in dem Ventilgehäuse 2 zur Verbindung mit der Austrittsöffnung 4 des Rücklaufs vorgesehen.
Von der Anschlußöffnung 3 für den Verbraucher zweigen zwei Verbindungskanäle 17 und 18 ab, die in der Stellung des Schieberkolbens 7 im Abstand des Verschiebeweges L in die einander benachbarten inneren Randbereiche des vorderen 10 und des hinteren 11 Umlaufkanals einmünden. In nicht bezeichneten Ringnuten auf der Nantelfläche des Schieberkolbens 7 sind zur Abdichtung des Hochdrucks gegenüber dem Rücklauf Dichtungsringe 19 - 23 vorgesehen, von denen der die vorderen Radialbohrungen 14 nach außen abdichtende Ring mit 19, der zwischen dieser und der Querbohrung 15 der Eintrittsöffnung 1 liegende Ring mit 20, der zwischen dieser und dem vorderen Umlaufkanal 10 liegende Ring mit 21, der zwischen den beiden Umlaufkanälen 10 und 11 liegende Ring mit 22 und der den hinteren Umlaufkanal 11 nach außen abdichtende Ring mit 23 bezeichnet sind.
In der Stellung des Schieberkolbens 7 liegt die Querbohrung 15 der Eintrittsöffnung 1 für die Xochdruckzufuhr an der Mantelfläche des Schieberkolbens 7 zwischen den Dichtungsringen 20 und 21 an, so daß keine Hochdruckflüssigkeit in den Schieberkolben 7 gelangen kann. Die Anschlußöffnung 3 für die Verbraucherzuleitung ist über den in den inneren Randbereich des hinteren Umlaufkanals 11 einmündenden Verbindungskanal 18 und über die in den äußeren Randbereich desselben Umlaufkanals 11 einmündende Querbohrung 16 mit der Austrittsöffnung 4 der Rücklaufleitung verbunden, so daß Druckflüssigkeit von dem Verbraucher in den Tank zurückfließen kann. In dieser Stellung ist die mit der Anschlußöffnung 3 des Verbrauchers über den in den inneren Randbereich des vorderen Umlaufkanals 10 einmündenden Verbindungskanal 17 verbundene Längsbohrung 13 drucklos, wobei die zwischen den Dichtungsringen 19 und 20 angeordneten Radialbohrungen 14 gegen die Gehäuseinnenwandung 5 anliegen.
Durch das Verschieben des Schieberkolbens 7 aus der O-Stellung um den Verschiebeweg L in die Öffnungsstellung wird die Querbohrung 15 der Eintrittsöffnung 1 für den Hochdruck mit den vorderen Radialbohrungen 14 zur Deckung gebracht Gleichzeitig liegen die Verbindungskanäle 17 und 18 über den beiden Endbereichen des vorderen Umlaufkanals 10, so daß die Hochdruckflüssigkeit aus der Eintrittsöffnung 1 über die vorderen Radialbohrungen 14, die Längsbohrung 13 und die hinteren Radialbohrungen 12 des Schieberkolbens 7 in die Anschlußöffnung 3 zum Verbraucher gelangt. In dieser Stellung mündet die Querbohrung 16 der Austrittsöffnung 4 für den Rücklauf in den hinteren Umlauf 11, der zwischen den Dichtungsringen 22 und 23 anker Gehäusewandung 5 anliegt.
Beim Verschieben des Schieberkolbens 7 in die Öffnungsstellung werden der Dichtungsring 20 von der druckbeaufschlagten Querbohrung 15 sowie der Dichtungsring 22 von dem drucklosen Verbindungskanal 18 überfahren, der beim Zurückschieben in die O-lh;ellung ebenfalls mit Hochdruck beaufschlagt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die in den Bohrungen anstehende Druckflüssigkeit stets von oben auf die Dichtungsringe 20 und 22 wirkt, so daß diese in die Ringnuten hineindrückt und von den Bohrungen 15 und 18 kontaktlos überfahren werden.

Claims

Druckausffelichene Ventil ftir lISA-Fl ~slgkeiten Anspruch: Druckausgeglichenes Ventil für HSA-Flüssigkeiten mit einem Schieberkolben, der zur wechselweisen Verbindung eines Druckmittelverbrauchers mit einer Hochdruckleitung in der Öffnungsstellung des Ventils und mit einer Rücklaufleitung in der 0-Stellung des Ventils um einen vorgegebenen Verschiebeweg in einem Ventilgehäuse verschiebbar gelagert ist, das an einer Längsseite in Öffnungarichtung des Schieberkolbens nebeneinanderliegend eine vordere Eintrittsöffnung für die Druckfliissigkeit, eine mittlere Anschlußöffnung fiir den Verbraucher sowie eine hintere Austrittsöffnung für den Rücklauf aufweist, wobei die Öffnungen gegeneinander und nach außen zur Vermeidung von Spalt- und Leckverlusten durch Dichtungsringe zwischen der Gehäuseinnenwandung und der Mantelfläche des Schieberkolbens abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (7) auf der Mantelfläche jeweils in der Breite des Verschiebeweges (L) und in diesem Abstand voneinander entfernt einen vorderen (10) und einen hinteren (11) flachen Umlaufkanal sowie im vorderen Bereich eine nach augen verschlossene Längsbohrung (13) aufweist, von der vordere (14) und hintere (12) Radialbohrungen abgehen, deren hintere (12) in den äußeren Randbereich des vorderen Umlaufkanals (10) einmünden und deren vordere (14) in der Öffnungsstellung des Schieberkolbens (7) mit der Eintrittsöffnung (1) für den Hochdruck verbunden sind, daß im Ventilgehäuse (2) von der Anschlußöffnung (3) für den Verbraucher ausgehend zwei Verbindungskanäle (17, 18)vorgesehen sind, die in der Stellung des Schieberkolbens (7) im Abstand des vorgegebenen Verschiebeweges (L) jeweils in die inneren Randbereiche der beiden Umlaufkanäle (10, 11) einmüdnen und in der Öffnungsstellung über den vorderen Umlaufkanal (10), die Radialbohrungen (12, 14) und die Längsbohrung (13) mit der Eintrittsöffnung (1) für den Hochdruck verbunden sind, und daß die Austrittsöffnung (4) für den Rücklauf in der Stellung des Schieberkolbens in den inneren und in der Öffnungsstellung in den äußeren Randbereich des hinteren Umlaufkanals einmündet, wobei die Umlaufkanäle (10, 11) und die vorderen Radialbohrungen (14) durch in Ringnuten auf der Mantelfläche des Schieberkolbens (7)gelagerte Dichtungsringe (19 - 23) gegeneinander und nach außen abgedichtet sind.