DE2932523A1

DE2932523A1 - Hydraulisch entsperrbares ventil, insbesondere rueckschlagventil

Info

Publication number: DE2932523A1
Application number: DE19792932523
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hintz; Andreas Ing Grad Pohl
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1981-02-19
Also published as: CH649360A5; JPS5920070B2; GB2056629A; JPS5628374A; DE2932523C2; GB2056629B

Description

: : - f- - : 5.103 D

Hydraulisch entsperrbares Ventil, insbesondere Rückschlagventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch entsperrbares Ventil, insbesondere Rückschlagventil, mit einem Grundkörper, der einen Druckmittelkanal sowie Anschlüsse für die Druckmittelzuführung und Druckmittelabführung aufweist, einem im Druckmittelkanal des Grundkörpers längsbeweglich angeordneten Ventilkörper sowie einem im Druckmittelkanal angeordneten Ventilsitz.

Bei bekannten hydraulisch entsperrbaren Ventilen sind Aufstoßzylinder vorhanden, die das eigentliche Ventil öffnen. Hierbei sind zusätzliche Steueranschlüsse für den Aufstoßzylinder erforderlich. Die bekannten Ventile entsperren die Druckleitung zum Verbraucher schlagartig, sobald der Aufstoßkolben den Ventilkolben anhebt. Damit erfolgt auch der Druckaufbau beim Verbraucher stoß- oder schlagartig. Ein weiteres bekanntes hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil arbeitet in zwei Stufen. Zunächst wird durch einen Aufstoßzylinder ein kleineres Ventil geöffnet, danach öffnet sich schlagartig der Hauptkolben des Ventils.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydraulisch entsperrbares Ventil zu schaffen, das ohne Aufstoßzylinder arbeitet, das die stetige Zuschaltung eines Druckmittels und einen stetigen Druckaufbau bei einem Verbraucher ermöglicht und damit Einschaltstöße vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindurgsgemäß durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die weiteren Ansprüche enthalten Ausgestaltungen der Erfindung. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich im wesentlichen aus der Aufgabenstellung.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung

-A-

130008/0527

-'".':". 5.103 D

schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach der Erfindung.

In einem Grundkörper 1 befindet sich eine Ventilbohrung 2 größeren Durchmessers sowie eine koaxial daran anschließende, zum Verbraucher führende Bohrung 3 mit kleinerem Durchmesser. Die Einmündung der kleineren Bohrung in die größere Ventilbohrung bildet einen Ventilsitz 4. In der größeren Ventilbohrung 2 ist ein Ventilkolben 5 längsbeweglich gelagert. Der Ventilkolben 5 weist eine flache Endfläche 6 und eine kegelförmige Stirnseite 7 (Ventilkegel) auf, die mit dem Ventilsitz 4 zusammenwirkt und die kleinere Ventilbohrung 3 druckmitteldicht abschließt.

Der Ventil kolben 5 wird durch eine an seiner Endseite 6 angreifende Feder 8 auf den Ventilsitz 4 gedruckt. Die Ventilfeder 8 befindet sich in dem von der Endfläche 6 des Ventilkolbens 5 und der größeren Ventilbohrung 2 gebildeten Ventilfederraum 9. Sie ist am Boden der größeren Ventilbohrung 2 bzw. am Grundkörper 1 abgestützt. Die Ventilfeder kann zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen einstellbar und auswechselbar ausgeführt werden.

Die zwischen dem Ventilkolben 5 und dem Grundkörper 1 vorhandenen Ringspalte 10 und 11 bilden Drosselspalte, die eine vorgegebene Drosselwirkung aufweisen. Über die Größe der Drosselspalte kann die Funktion des Ventils, z.B. seine Öffnungsgeschwindigkeit, beeinflußt werden. Koaxial zur Ventilbohrung 2 ist ein Ringraum 12 angeordnet, der die Ventilbohrung in zwei Abschnitte unterteilt. Der Ringraum 12 steht mit der Pumpe 13 für die Druckmittelzuführung in Verbindung. Über die Orosselspalte 10 und 11 ist der Ringraum 12 mit dem Ventilfederraum 9 und einem Raum 18 verbunden, der durch den Ventilkegel 7 und das Ende der größeren Bohrung 2 gebildet wird. Über die Leitungen 16 und 16' sowie ein 2-Wege-Ventil 14 ist der Ringraum 12 auch direkt mit dem Ventilfederraum 9 verbunden .

130008/0527

" --*- - 5.103 D

Wenn das 2-Wege-Ventil 14 umgeschaltet wird (gestrichelt gezeichnet), trennt es die Leitungen 16 und 16' bzw. den Ringraum 12 und den Ventilfederraum 9 und verbindet den Ventilfederraum 9 über das einstellbare Drosselventil 15 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 17. Durch die Einstellung der Drossel 15 kann die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils beeinflußt werden.

Bei gesperrtem Ventil schließt der Ventilkolben 5 mit seiner kegelförmigen Stirnseite 7 die kleinere Ventilbohrung 3 druckmitteldicht ab. Das von der Pumpe 13 kommende Druckmittel kann nicht zum Verbraucher gelangen. Die Leitungen 16 und 16' sind durch das 2-Wege-Ventil 14 miteinander verbunden. Im Ringraum 12, im Ventilfederraum 9 sowie im Raum 18 herrscht der gleiche Druck. Auf den Ventilkolben 5 wirkt in Schließrichtung eine Kraft, die sich zusammensetzt aus der Federkraft der Ventilfeder 8 und der Kraft, die sich aus der Fläche der kleineren Ventilbohrung und dem Pumpen- oder Systemdruck ergibt.

Zur Entsperrung des Ventils wird das 2-Wege-Ventil 14 umgeschaltet. Damit wird der Ventilfedsrraum 9 von der direkten Verbindung mit dem Ringraum 12 getrennt und gleichzeitig über die Drossel 15 mit dem praktisch drucklosen Vorratsbehälter 17 verbunden. Damit kann sich der Druck im Ventilfederraum 9 abbauen und der Ventilkolben 5 wird schließlich nur noch mit der Federkraft der Ventilfeder 8 auf den Ventilsitz 4 gedruckt. Das über den Drosselspalt 11 in den Ventilfederraum 9 gelangende Druckmittel kann über die Drossel 15 in den Vorratsbehälter 17 abfließen .

Nach der Umschaltung wirkt der Federkraft der Ventilfeder 8 auf den Ventilkalben 5 und der sich stetig vermindernden Druckkraft auf die Stirnfläche 6 des Ventilkolbens die Druckkraft im Raum 18 auf den Ventilkegel 7 entgegen. Die Ventilfeder 8 und die Droaslspalte sind nun so ausgelegt, daß die Druckkraft im Raum 18 auf die Ringfläche des Ventilkegels 7 nach der Umschaltung des Ventils allmählich überwiegt. Dadurch öffnet

130008/0527

. - -Sr. - 5.103 D

sich das Ventil. Durch die Ventilöffnung fällt der Druck im Raum 10 wieder ab, so daß zunächst nur ein durch den Ringspalt 10 und den Öffnungsquerschnitt des Ventils stark gedrosselter und sich selbst regelnder Durchfluß zum Verbraucher über die Ventilbohrung 3 freigegeben wird. Hierdurch kann z.B. ein entleerter Verbraucher gefüllt werden.

Wenn der Druck beim Verbraucher den Druck im Raum 18 erreicht hat und sich weiter erhöht, öffnet sich das Ventil stärker, wobei sich gleichzeitig die Drosselwirkung des Ringspaltes vermindert (siehe gestrichelt gezeichnete Stellung des Ventilkegels 7). Zum Verbraucher fließt jedoch immer noch ein durch den Ringspalt 10 gedrosselter Durchfluß. Erst bei weiterer Druckerhöhung im Verbraucher bzw. im Raum 18 und damit Zusammendrückung der Ventilfeder 8 geht der Ventilkolben 5 in seine maximale Öffnungsstellung (strichpunktiert gezeichnet). In dieser Stellung kann der volle Förderstrom der Pumpe 13 durch den Ringkanal 12 und die Ventilbohrungen 2 und 3 ungedrosselt zum Verbraucher fließen bzw. ist der volle Systemdruck aufgebaut.

Durch die beschriebene Anordnung wird eine stoßfreie und weiche Zuschaltung des Druckmittels von einer Druckmittelversorgungsanlage zu einem Verbraucher gewährleistet, insbesondere auch bei großen Durchflußquerschnitten. Damit können z.B. Hydraulikzylinder von Prüfeinrichtungen, die mit hohen Systemdrücken betrieben werden, sicher eingeschaltet werden, ohne daß von dem Zylinder beaufschlagte Proben zu hohen Belastungen ausgesetzt oder beschädigt werden. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Zylinderkammern leer sind und erst gefüllt werden müssen. Weiterhin wird Stoßfreiheit gewährleistet, wenn das Steuerventil des Hydraulikzylinders beim Zuschalten fälschlicherweise weit oder ganz ausgesteuert ist.

130008/0527

Claims

CARL SCHENCK AG 2932o23

8. August 1979

Hydraulisch entsperrbares Ventil, insbesondere Rückschlagventil

Patentansprüche

} Hydraulisch entsperrbares Ventil, insbesondere Rückschlagventil, mit einem Grundkörper, der einen Druckmittelkanal sowie Anschlüsse für die Druckmittelzuführung und Druckmittelabführung aufweist, einem im Druckmittelkanal des Grundkörpers längsbeweglich angeordneten Ventilkörper sowie einem im Druckmittelkanal angeordneten Ventilsitz, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

der Druckmittelkanal besteht im wesentlichen aus einer den Ventilkörper (5) aufnehmenden Ventilbohrung (2) größeren Durchmessers, einem an dieser Bohrung koaxial angeordneten und die Bohrung in zwei Abschnitte unterteilenden Ringkanal (12), der mit der Druckmittelzuführung verbunden ist, sowie einer an die größere Bohrung (2) anschließenden, koaxialen Bohrung (3) Kleineren Durchmessers zur Druckmitte la bführung,

die Einmündung der kleineren Bohrung (33 in die größere Bohrung (2) bildet den Ventilsitz (4), der Ventilkörper (5) ist kolbenförmig ausgebildet und weist eine kegelförmige, mit dem Ventilsitz (4) zusammenwirkende Stirnfläche Q) (Ventilkegel) sowie eine gegenüberliegende Endfläche (6) auf,

in der größeren Ventilbohrung (2) ist zwischen der Endfläche (6) des Ventilkörpers (5) und dem Abschluß der Ventil-

130008/0527

".' . 5.103 D

bohrung (2) im Grundkörper (1) eine Druckfeder CB) angeordnet, die den Ventilkörper (5) auf den Ventilsitz (4) drückt,

am Grundkörper (1) ist ein Zwei-Wege-Ventil (14) angeordnet, das je nach Schaltstellung den Raum (9) zwischen der Endfläche (6) des Ventilkörpers (5) und dem Abschluß der Ventilbohrung (2) (Ventilfederraum) entweder mit der Druckrni ttßlzuf ührung (oder dem Ringkanal (12) ) oder mit einem Druckmittelbehälter (17) verbindet.
2. Hydraulisch entsperrbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (10, 11) zwischen Ventilkörper (5) und Grundkörper (1) als Drosseln mit definierter ürosselwirkung zur Erzielung eines vorgegebenen Durchflusses ausgebildet sind.
3. Hydraulisch entsperrbares Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Drosselspalte (10, 11), die Federkraft der Druckfeder (Θ) und die Größe der beiden Ventilbohrungen (2, 3) so aufeinander abgestimmt sind, daß sich bei einem gegebenen Zuführungsdruck das Ventil bei Zuschaltung langsam öffnet.
4. Hydraulisch entsperrbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung zwischen 2-Wege-Ventil (14) und Druckmittelbehälter (17) eine einstellbare Drossel (15) eingebaut ist.
5. Hydraulisch entsperrbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (8) auswechselbar und/ oder einstellbar ausgeführt ist.

130008/0527