DE2932523C2 - Hydraulisch entsperrbares Sitzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch enfsperrbares Sitzventil, mit einem das Gehäuse darstellenden Q rundkörper, der einen Druckmittelkanal sowie je einen Anschluß für die Druckmittelzuführung von einer Druckmittelquelle und die Druckmittelabführung zu einem Verbraucher aufweist, wobei der Druckmittelkanal aus einer Ventilbohrung größeren Durchmessers sowie einsr koaxialen Bohrung kleineren Durchmessers zur Druckmittelabführung besteht und einen Ventilsitz aufweist, mit einem in der Ventilbohrung größeren Durchmessers längsbeweglichen Ventilkörper, der kolbenförmig ausgebildet ist, eine kegelförmige, mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Stirnfläche (Ventilkegel) aufweist und auf der der Stirnfläche gegenüberliegenden Seite von einer am Gehäuse abgestützten Druckfeder auf den Ventilsitz gedruckt wird, ferner mit einem an der größeren Ventilbohrung konzentrisch angeordneten Ringkanal, der mit der Druckmittelzuführung verbunden ist, und mit einem am Grundkörper angeordneten Steuerventil, das cten die Druckfeder aufnehmenden Raum (Ventilfederraum) entweder mit der Druckmittelzuführung oder mit einem Druckmittelbehälter verbindet.

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.

Aus der DE-OS 21 47 439 ist eine hydraulische Schaltung und Ventilanordnung bekannt, bei der gattungsgemäße hydraulisch entsperrbare Sitzventile verwendet werden. Bei diesen Ventilen ist der Ringkanal zwischen der größeren und der kleineren Ventilbohrung angeordnet. Die kleine Ventilbohrung schließt sich nicht unmittelbar an die größere Ventilbohrung, sondern an den Ringkanal an. Damit wird der Ventilsitz durch die Einmündung der kleinen Bohrung in den Ringkanal gebildet. Dies ist bei dem bekannten Ventil zwingend erforderlich, da sonst eine ordnungsgemäße Funktion des Ventils nicht gewährleistet ist. Mit einem solchen Ventil ist jedoch ebenfalls nur eine schlag- oder stoßartige Zuschaltung des Druckmittels möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydraulisch entsperrbares Ventil zu schaffen, das die stetige Zuschaltung eines Druckmittels und einen stetigen Druckaufbau bei einem Verbraucher ermöglicht und damit Einschaltstöße vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch I angegebenen kennzeichnungsgemäßen 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 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 klei- s neren Bohrung in die größere Ventilbohrung bildet einen Ventilsitz 4. In der größeren Ventilbohrung 2 ist ein Ventilkolben 5 längsbeweglich gelagert. Der Ver.tilkolben 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 Ventilkolben 5 wird durch eine an seiner Endseite 6 angreifende Feder 8 auf den Ventilsitz 4 gedrückt 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. Ober 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 Ventilboh; ung in zwei Abschnitte unterteilt Der Ringraum 12 steht mit der Pumpe 13 für die Druckmittclzuführung in Verbin- se dung. Über die Drosselspalte 10 und 11 ist der Ringraum 12 mit dem Ventilfederraum 9 ijnH einem Raum 18 verbunden, der durch den Ventilkegel 7 und das Ende der größeren Bohrung 2 gebildet wird. Ober die Leitungen 16 und 16' sowie ein 2-Wege-Ventil 14 ist der Ringraum 12 auch direkt mit dem Ventilfederraum 9 verbunden.

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 Druckmittelvorratübehälter 17. Durch die Einstellung der Drossel 15 kann die öffnungsgeschwindigkeit des Ventils beeinflußt werden.

Bei gesperrtem Ventil schließt der Vsntilkolben 5 mit seiner kegelförmigen Stirnseite 7 die kleinere Ventil- « bohrung 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 sow<e 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 Pumpenoder Systemdruck ergibt.

Zur Entsperrung des Ventils wird das 2-Wege-Ventil 14 umgeschaltet. Damit wird der Ventilfederraum 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 gedrückt. 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 Ventillolben 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 Drosselspalte 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 sich das VentjL Durch die Ventilöffhung fällt der Druck im Raum 18 wieder ab, so daß zunächst nur ein durch den Ringspaljt 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 10 vermindert (siehe gestrichelt gezeichnete Stellung des Ventilkegels 7). Zum Verbraucher fließt jedoch immer noch eir, ;5urch den Ringspalt 10 gedrosselter Durchfluß. Ersv bei weiterer Druckerhöhung im Verbraucher bzw. im Raum 18 und damit Zusammendrückung der Ventilfeder 8 geht der Ventilkolben 5 in seine maximale öffhungsstellung (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 Verbraueher gewährleistet, insbesondere auch bei großen Durchflußquerschnitten. Damit können z. B. Hydraulikzylinder von Prüfeinrichtur.gen, 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. Weiterhiirwird Stoßfreiheit gewährleistet, wenn das Steuerventil des Hydraulikzylinders beim Zuschalten fälschlicherweise weit oder ganz ausgesteuert ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch entsperrbares Sitzventil, mit einem das Gehäuse darstellenden Grundkörper, der s einen Druckmittelkanal sowie je einen Anschluß für die Druckmittelzufühning von einer Druckmittelquelle und die Druckminelabführung zu einem Verbraucher aufweist, wobei der Druckmittelkanal aus einer Ventilbohrung größeren Durchmessers sowie einer koaxialen Bohrung kleineren Durchmessers zur Druckmittelabführung besteht und einen Ventilsitz aufweist, mit einem in der Ventilbohrung größeren Durchmessers längsbeweglichen Ventilkörper, der kolbenförmig ausgebildet ist, eine kegelförmige, mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Stirnfläche (Ventilkegel) aufweist und auf der der Stirnfläche gegenüberliegenden Seite von einzr am Gehäuse abgestützten Druckfeder auf den Ventilsitz gedruckt wird, ferner mit einem an der größeren" Ventilbohrung konzentrisch angeordneten Ringkanal, der mit der Druckmittelzuführung verbunden ist, und mit einem am Grundkörper angeordneten Steuerventil, das den die Druckfeder aufnehmenden Raum (Ventilfederraum) entweder mit der Druckmittelzuführung oder mit einem Druckmittelbehälter verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbohrung (3) kleineren Durchmessers sich unmittelbar an die größere Ventilbohrung (2) anschließt, wobei die Einmündung der kii/neren Bohrung (3) in die größere Bohrung (2) den Ventilsitz (4) bildet, daß der Ringkanal (12) die Ventilbohrung (2) größeren Durchmessers in zwei Abschnitte unterteilt, daß zwischen dem Ventilkörper (5) und der Wandung der Ventilbohrung (2) größeren Durchmessers Ringspalte (10, 11) ausgebildet sind, durch die das Druckmittel aus dem Ringkanal (12) einerseits zu dem von der kegelförmigen Stirnfläche (7) innerhalb der größeren Ventilbohrung (2) begrenzten Druckmittelraum (18) und andererseits zu dem die Druckfeder (8) aufnehmenden Druckmittelraum (9) gelangt und daß das Steuerventil als Zweiwegeventil (14) ausgebildet ist.

2 Hydi aulisch entsperrbares Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (10, 11) als Drosseln mit definierter Drosselwirkung zur Erzielung eines vorgegebenen Durchflusses ausgebildet sind.

3. Hydraulisch entsperrbares Sitzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Drosselspalte (10.11), die Federkraft der Druckfeder (8) und die Größe der beiden Ventilbohruagen (2,3) zur Festlegung der Öffnungsgeschwindigkeit bei einem gegebenen Zuführungsdruck aufeinander abgestimmt sind.

4. Hydraulisch entsperrbares Sitzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung zwischen Zweiwegeventil (14) und Druckmittelbehälter (17) eine einstellbare Drossel (15) eingebaut ist.

5. Hydraulisch entsperrbares Sitzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (8) auswechselbar und/oder einstellbar ausgeführt ist.

6. Hydraulisch entsperrbares Sitzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiwegeventil (14) mit dem

■_ Ringkanal (12) verbunden ist.