DE2820440C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hilfsgesteuertes Ventil nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei derartigen hilfsgesteuerten Ventilen besteht die Aufgabe, einen Druckschlag beim Schließen des Ventils zu verhindern. Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt (DE-PS 10 48 455, DE-AS 10 86 097 und DE-PS 12 63 425), in Abhängigkeit von der Schließbewegung des Ventils einen Durchlaß, der eine Steuerkammer mit dem Eingangsdruck verbindet, durch körperliche Mittel zunehmend zu schließen.

Sodann ist aus der US-PS 37 84 154 ein gattungsgemäßes Ventil bekannt, bei dem ein in eine Ventilsitzöffnung eintauchender kolbenartiger Vorsprung an dem Schließkörper des Ventils eine Dämpfung der Schließbewegung bewirkt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dämpfung der Schließbewegung des Ventils mit einfachen strömungstechnischen Mitteln zu erzielen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Ventils sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Bei dem vorliegenden Ventil wird mit Vorteil von dem sogenannten Venturi-Effekt Gebrauch gemacht, wobei das mit erhöhter Geschwindigkeit an dem Durchlaß zu der Steuerkammer vorbeifließende Druckmittel einen Unterdruck in dieser Steuerkammer erzeugt.

Bei der US-PS 37 84 154 mündet zwar der Durchlaß ebenfalls auf der Zuführseite des Druckmittels unmittelbar vor dem Rand des Hauptventilsitzes, um ihn in den sich nicht verformenden Bereich der Membran des Hauptverschlußstückes verlegen zu können. Für die Dämpfung der Schließbewegung ist allerdings der kolbenartige Vorsprung an dem Hauptverschlußstück verantwortlich.

Aus der DE-PS 12 83 053 ist ferner ein Rückschlagventil bekannt, bei dem im Strömungskanal ein Unterdruck erzeugt wird, um die Verschlußrückstellung zu stabilisieren. Der Unterdruck unterstützt dort jedoch die Schießbewegung des Ventils.

Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform des Ventils. Es zeigt

Fig. 1 dieses Ventil im Schnitt in offener Stellung und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung des Ventils, jedoch in geschlossener Stellung.

Das Ventil weist ein Gehäuse 1 mit zwei Anschlußstutzen 2 und 3 zum Ein- und Austritt des Druckmittels auf. Das durch den Anschlußstutzen 2 eintretende Medium dringt in eine ringförmige Kammer 4 ein, die den Hauptventilsitz 5 umgibt, durch welchen das Medium fließt, um in den Austrittsstutzen 3 zu gelangen. Der Durchfluß des Mediums im Hauptventilsitz 5 wird durch das Hauptverschlußstück 6 gesteuert, dessen Bewegungen durch die Wirkung des in einer Steuerkammer 7 herrschenden Druckes erzeugt werden.

Das Hauptverschlußstück besteht aus einem runden Teller 8, dessen mittlerer Teil einen Durchlaß 9 aufweist, der an seinem oberen Ende als Hilfsventilsitz 10 ausgebildet ist. Dieser Hilfsventilsitz 10 kann jeweils durch eine Dichtung 11 abgeschlossen werden, die in einem beweglichen Kern 12 untergebracht ist, dessen Verschiebung in einem Rohr 13 durch ein von einer nicht dargestellten Wicklung erzeugtes Magnetfeld bewirkt wird.

Das Hauptverschlußstück 6 ist durch eine elastische Scheibe 15 geführt, die zwischen einer Schulter 16 des Gehäuses und einer Mutter 17 gehalten ist. Diese Scheibe 15 ist mit ihrem inneren Rand in einer Nut 18 des runden Tellers 8 gelagert.

Der Verschluß des Hauptventilsitzes 5 wird durch eine ringförmige Sitzdichtung 19 gewährleistet, die in einer Vertiefung 20 an der Unterseite des Tellers 8 eingepreßt ist und durch einen Ring 21 gehalten wird. Diese Sitzdichtung weist an ihrem Umfang Kerben 22 auf, welche die Kammer 4 mit einer in der Vertiefung 20 vorgesehenen Ringnut 23 verbindet. Ein kalibrierter Durchlaß 24 verbindet diese Ringnut 23 mit der Steuerkammer 7, die über dem Hauptverschlußstück 6 liegt.

Der Kern 12 wird durch eine Schraubenfeder 25 gegen das Hauptverschlußstück 6 gedrückt, wodurch die Dichtung 11 an den Hilfsventilsitz 10 angepreßt wird. Der Druck des Mediums in der Kammer 4 wird über die Kerben 22, die Ringnut 23 und den kalibrierten Durchlaß 24 in die Steuerkammer 7 übertragen. Es ergibt sich daraus eine Kraft, die bestrebt ist, das Hauptverschlußstück 6 zu verschieben, um die Sitzdichtung 19 gegen den Hauptventilsitz 5 zu drücken.

Die Fig. 2 zeigt das Ventil in geschlossener Stellung, und es ist gut erkennbar, daß die Kerben 22 in unmittelbarer Nähe des Hauptventilsitzes 5 an einer Stelle beginnen, an welcher die Geschwindigkeit des Druckmittels, kurz vor dem Schließen des Ventils, stark zunimmt. Diese Geschwindigkeitszunahme des Mediums in der Zone der Kerben 22 verhindert eine starke Zunahme des Druckes in der Steuerkammer 7, so daß der letzte Teil des Hubes des Hauptverschlußstückes 6 mit einer weniger hohen Geschwindigkeit erfolgt als bei den vorbekannten Ausführungen. Der beim Schließen auftretende Schlag ist sehr schwach, und Versuche haben erwiesen, daß so der Druckschlag um über 70% herabgesetzt werden kann.

Es ist noch zu bemerken, daß die Sitzdichtung 19 an der Stelle 26 vorsteht, so daß sich ein in Richtung des Sitzes 5 vorspringender Rand ergibt, der die Speisung der Steuerkammer 7 beim Schließen des Ventils beeinflußt, damit die Stärke der Druckschläge maximal herabgesetzt wird.

Das Ventil wird in bekannter Weise durch Verschiebung des Kerns 12 nach oben, wobei er vom Hilfsventilsitz 10 abgehoben wird, in die geöffnete Stellung gebracht. Dabei wird das Entweichen der Druckflüssigkeit aus der Steuerkammer 7 über den Durchlaß 9 ermöglicht, dessen Querschnitt größer als jener des kalibrierten Durchlasses 24 ist, und das Hauptverschlußstück 6 wird durch den in der ringförmigen Kammer 4 herrschenden Druck, der auf den Teller 8 und die ringförmige Scheibe 15 einwirkt, nach oben gedrückt.

Die Anordnung des Durchlasses, der von den Kerben 22, der Ringnut 23 und dem kalibrierten Durchlaß 24 gebildet wird, ist in konstruktiver Hinsicht sehr einfach. Es ist jedoch erkennbar, daß diese Anordnung nicht unbedingt derart getroffen werden muß; wichtig ist, daß der Durchlaß des Druckmittels in die Steuerkammer 7 aus einem Kanal besteht, der in unmittelbarer Nähe des Hauptventilsitzes 5 bei seinem stromauf gelegenen Rand in bezug auf die Strömungsrichtung des durch das Ventil fließende Mediums, beginnt. Im äußersten Fall könnte dieser Durchlaß aus einer oder mehreren Bohrungen im Hauptverschlußstück 6 selbst bestehen, welche auf geeignete Art mit der Steuerkammer 7 in Verbindung stehen.

Claims (4)

1. Hilfsgesteuertes Ventil, das in einem Ventilgehäuse einen Hauptventilsitz und ein Hauptverschlußstück aufweist, dessen Hubbewegung durch ein Hilfsverschlußstück in einer Steuerkammer ausgelöst wird, indem es einen Hilfsventilsitz im Hauptventilsitz öffnet oder schließt und dadurch einen Druckab- oder -aufbau in der Steuerkammer ermöglicht und das ferner einen Durchlaß aufweist, der die Steuerkammer mit der Zuführleitung des vom Ventil gesteuerten Druckmittels verbindet, wobei dieser Durchlaß - in Durchströmrichtung gesehen - auf der Zuführseite des durch das Ventil fließenden Druckmittels unmittelbar vor dem Rand des Hauptventilsitzes mündet, wobei das Hauptverschlußstück als runder Teller ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (22, 23, 24) an einer Stelle mündet, die in allen Stellungen des Hauptverschlußstücks (6) zum Hauptventilsitz (5) dem engsten Durchtrittsquerschnitt benachbart ist, so daß die Geschwindigkeit des Druckmittels kurz vor dem Schließen des Ventils im Bereich des Durchlasses stark zunimmt.

2. Ventil nach Anspruch 1, mit einer Sitzdichtung aus elastischem Werkstoff, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchlaß gebildet wird durch mehrere in den Umfang der Sitzdichtung (19) eingeschnittene Kerben (22);
eine mit den Kerben (22) in Verbindung stehende Ringnut (23) in der einen Seite des Tellers (8), die durch eine kalibrierte Bohrung (24) im Teller (8) mit der anderen Seite des Tellers (8) verbunden ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in bezug auf den Hauptstrom des Druckmittels stromabwärts gelegene Rand der Kerben (22) in der Nähe des Hauptventilsitzes (5) einen Vorsprung (26) bildet.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (8) an einer seiner Seitenflächen eine zur Aufnahme der ringförmigen Sitzdichtung (19) dienende Vertiefung (20) aufweist, in deren Grund die Ringnut (23) eingearbeitet ist, wobei der Durchmesser der Ringnut (23) annähernd dem Außendurchmesser der Sitzdichtung (19) entspricht.