DE3209202A1

DE3209202A1 - Ventil

Info

Publication number: DE3209202A1
Application number: DE19823209202
Authority: DE
Inventors: Manfred 7302 Ostfildern Härtwig
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1982-03-13
Filing date: 1982-03-13
Publication date: 1983-09-15
Also published as: GB8300627D0; GB2116677A; GB2116677B

Description

DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT · HINDENBURGSTRASSE 44 · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART

Palentanwalt FINK ■ Postfach 527 · D 7300 Ewllngen (Neckar)

- 4 - 25. Febr. 1982 By

P 6762 121.362F

Mannesmann Rexroth GmbH, Jahnstraße 3-5, 8770 Lohr/Main

"Ventil"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Ventil der vorgenannten Art ist das Schließglied als Kolben ausgebildet, an dessen Enden von der Mitte nach außen gesehen jeweils ein Sitzteil und ein mittels einer Ringnut davon abgesetzter Sperrteil sowie ein zylinderförmiger Endteil kleineren Durchmessers angeordnet sind. Die Sperrabschnitte im dreigeteilten Ventilkörper befinden sich außerhalb der beiden Ventilsitze. Das bekannte Ventil arbeitet mit positiver Schaltüberdeckung. Es weist jedoch verhältnismäßig aufwendig herzustellende Bauteile auf, die insbesondere in Anbetracht von deren geringem Durchmesser sehr schwierig in der verlangten Genauigkeit herzustellen sind, damit die Teile des Ventilkörpers genau fluchten und das Schließglied seine Steuerbewegungungen sicher ausführt (Werbeschrift RD 22 088/2.78 der Firma G. L. Rexroth GmbH).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sitzventil mit positiver Schaltüberdeckung zu schaffen, dessen Bauteile einfach gestaltet und daher preiswert herstellbar sind. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Das Schließglied ist verhältnismäßig einfach ausgebildet, da sein Führungsteil zugleich als Sperrteil dient. Es kann z. B. nach Art einer Hantel mit kugel-

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förmigen Enden ausgebildet sein, wobei die jeweilige Kugelfläche zugleich als Sitzteil, Führungsteil und Sperrteil dient. Da die Führungsteile des Schließgliedes benachbart sind, besteht kein Fluchtungsproblem. Der Ventilkörper kann mehrteilig ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Ventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 2. Dieser Oberbegriff betrifft ebenfalls ein Ventil der vorstehend gewürdigten Art.

Der Erfindung liegt auch hier die Aufgabe zugrunde, ein Ventil mit positiver Schaltüberdeckung zu schaffen, dessen Bauteile einfach gestaltet und daher preiswert hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 2 erfindungsgemäß gelöst. Auch hier dient der Führungsteil des Schließgliedes zugleich als Sperrteil.

Es ist zwar bereits ein Ventil bekannt, bei dem die beiden Sitzteile und die beiden Führungsteile des zwei Kugeln aufweisenden Schließgliedes auf der vom anderen Ventilsitz jeweils abgewandten Seite liegen. Dieses Ventil hat jedoch eine negative Schal tuber de ckung, d. h. während des Abhebens des einen Ventilgliedes von seinem Sitz und während des Bewegens des anderen Ventilgliedes in Richtung zu seinem Ventilsitz sind alle Anschlüsse miteinander verbunden (Werbeschrift RD 22 088/2.78 der Firma G.L. Rexroth GmbH),

Eine Vereinfachung der Herstellung des Schließgliedes ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 3. Von besonderem Vorteil ist die Verwendung von zwei insbesondere kugelförmigen Ventilgliedern als Schließglied. Die Kugelfläche des kugelförmigen Ventilgliedes dient sowohl als mit dem Ventilsitz zusammenwirkender Sitzteil als auch als mit dem Sperrabschnitt zusammenwirkender Sperrteil und als Führungsteil.

Die Merkmale des Anspruches 4 sind auf eine günstige Weiterbildung der Erfindung gerichtet.

Die Merkmale des Anspruches 5 ermöglichen die Beaufschlagung des von seinem Sitz abgehobenen Ventilgliedes auf beiden Seiten jeweils mit gleichem Druck.

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P 6762 121.362F Die Merkmale des Anspruches 6 betreffen eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 oder 3.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser sind in den Fig. 1 und 2 zwei Drei-Wege-Sitzventile als Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung jeweils im Längsschnitt schematisch dargestellt.

Ein Gehäuse 1 hat eine Längsbohrung 2 und drei im Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 3 bis 5, die je mit einer Bohrung 6 bis 8 verbunden sind, von denen die Bohrung 6 an eine Pumpe P, die Bohrung 7 an einen Verbraucher A und die Bohrung 8 an einen Vorratsbehälter T angeschlossen sind.

In der Längsbohrung 2 sind zwei gleich ausgebildete Teile 9 und 10 eines hohlen Ventilkörpers 9, 10 untergebracht. Der Ventilkörperteil 9 hat einen Ventilsitz 11 für eine als Ventilglied dienende Ventilkugel 12 und der Ventilkörperteil 10 hat einen Ventilsitz 13 für eine als Ventilglied dienende Ventilkugel 14, die in Fig. 1 im Abstand von ihrem Ventilsitz 13 angeordnet ist, wogegen die Ventilkugel 12 auf ihrem Ventilsitz 11 sitzt. Die beiden Ventilkugeln 12 und 14 stehen in ihrer in Fig. 1 dargestellten Lage aneinander an. Zwischen den beiden Ventilkugeln 12 und 14 kann auch ein gegebenenfalls fest mit diesem verbundenes Abstandstück vorhanden sein. Die beiden einander zugewandten Seiten der Ventilkörperteile 9 und 10 haben jeweils einen Sperrabschnitt 15 bzw. 16, der dem Durchmesser der jeweils zugeordneten Ventilkugeln 12 bzw. 14 entspricht und in dem die Ventilkugel 12 bzw. 14 jeweils satt geführt ist. Die in dem ihr zugeordneten Sperrabschnitt befindliche Ventilkugel 12 bzw. 14 sperrt den Durchgang durch die Mittelbohrung des Ventilkörpers 9, 10, auch wenn die jeweilige Ventilkugel nicht auf dem ihr zugeordneten Ventilsitz sitzt. Die beiden Ventilkugeln 12, 14 sind in dem ihnen jeweils zugeordneten Sperrabschnitt 15 bzw. 16 ständig geführt, so daß kein Fluchtungsproblem zwischen den beiden Ventilkörperteilen 9 und 10 auftreten kann.

Im Bereich der Ringnut 4 hat jeder der Ventilkörperteile 9, 10 einen Kranz von Radialbohrungen 17 bzw. 18, die so angeordnet sind, daß sie, wie in Fig. 1 dargestellt, die beiden von der Ventilkugel 14 getrennten Räume der

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Ventilkörper 9, 10 mit der Ringnut 4 verbinden. Befindet sich die Ventilkugel 12 in von ihrem Ventilsitz 11 am weitesten entfernter Lage, so verbinden die Kränze der Radi al bohrung en 17 und 18 die von der Ventilkugel 12 voneinander getrennten Räume mit der Ringnut 4. Die Sperrabschnitte 15 und 16 sind so lang ausgebildet, daß beim Bewegen der beiden Ventilkugeln 12 und 14 von der Schließlage der Ventilkugel 12 in die Sperrlage der Ventilkugel 14 keine Verbindung der Ringnut 4 mit der Ringnut 3 zustandekommt. Entsprechendes gilt auch beim Abheben der Ventilkugel 14 von ihrem Sitz und beim Bewegen der Ventilkugel 12 in ihre Schließlage. Auf den von den Sperrabschnitten 15 oder 16 abgewandten Seiten haben die Ventilkörperteile 9 und 10 jeweils einen Kranz Durchgangsbohrungen 19 und 20, die mit der Ringnut 3 bzw. 5 verbunden sind. Die einander zugewandten Enden der Sperrabschnitte 15 und 16 enden an den Bohrungen 17 bzw. 18. Der dazwischen liegende Teil der Mittenbohrung des Ventilkörpers 9, 10 weist jeweils den gleichen Durchmesser wie die Sperrabschnitte 15 und 16 auf.

Auf der in der Zeichnung rechts dargestellten Seite ist in der Längsbohrung 2 ein Zylindermantel 21 untergebracht, in dem ein Kolben 22 axial verschiebbar ist. Der Zwischenraum zwischen dem Zylindermantel 21 und dem Kolben 22 ist durch eine zweiteilige Dichtung 23 abgedichtet. Über eine Bohrung 24 im Gehäuse 1 kann die von den beiden Ventilkugeln 12 und 14 abgewandte Seite des Kolbens 22 mit Druckmittel beaufschlagt werden. Der Kolben 22 hat eine Kolbenstange 35, mit der er an der Ventilkugel 14 ansteht.

Auf der von dem Zylindermantel 21 abgewandten Seite ist eine Verschlußschraube 25 in das Gehäuse 1 eingeschraubt. Diese steht an der ihr zugewandten Stirnseite des Ventilkörperteiles 9 an und legt zum spielfreien Verspannender in das Gehäuse 1 eingesetzten Teile den Zylindermantel 21 über die Ventilkörperteile 9 und 10 an die Stirnseite der Längsbohrung 2 an, in welche die Bohrung 24 mündet. Die Verschlußschraube 25 hat eine Sackbohrung 26. Der in Richtung zum Ventilkörperteil 9 vorstehende Rand der Verschlußschraube 25 ist mit einem Kranz Bohrungen 27 versehen, die neben dem in Ventilkörperteil 9 vorgesehenen Kranz der Bohrungen 19 angeordnet sind. An der dem Ventilkörperteil 10 zugewandten Seite des Zylindermantels 21 ist ebenfalls ein Kranz von Bohrungen 28 vorgesehen.

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In der in Fig. 1 dargestellten Lage der Ventilkugeln 12, 14 sitzt die Ventilkugel 12 auf dem Ventilsitz 11 auf und sperrt die Verbindung zwischen der Pumpe P und dem Verbraucher A. Der auf Seiten des Kranzes der Bohrungen 19 auf die Ventilkugel 12 wirkende Pumpendruck sucht diese vom Ventilsitz 11 abzuheben, was durch die an der Ventilkugel 14 anstehende Kolbenstange 35 verhindert wird, welche die Ventilkugel 14 an die Ventilkugel 12 anlegt. Wird über die Bohrung 24 der auf die von den Ventilkugeln 12 und 14 abgewandten Seite des Kolbens 22 wirkende Druck so weit abgebaut, daß der Pumpendruck die Ventilkugeln 12 und 14 in der Zeichnung gesehen nach rechts verschieben kann, so sitzt nach einem bestimmten Verschiebeweg die Ventilkugel 14 auf dem Ventilsitz 13 auf. Die Ventilkugel 12 sperrt auch nach ihrem Abheben von ihrem Ventilsitz 11 die Verbindung zwischen der Pumpe P und dem Verbraucher A so lange, solange sie sich in dem ihr zugeordneten Sperrabschnitt 15 befindet, und die Ventilkugel 14 sperrt die Verbindung zwischen dem Verbraucher A und dem Vorratsbehälter T so lange, solange sie sich in dem ihr zugeordneten Sperrabschnitt 16 befindet. Im Laufe des Verschiebeweges der Ventilkugeln 12 und 14, das heißt, wenn sich diese jeweils noch in den ihnen zugeordneten Sperrabschnitten befinden, sind die Pumpe P, der Verbraucher A und der Vorratsbehälter T voneinander getrennt und die Verbindung zwischen der Pumpe P und dem Verbraucher A wird erst hergestellt, wenn sich die Ventilkugel 12 außerhalb der sich von ihrem Ventilsitz 11 abgewandten Seite ihres Sperrabschnittes 15 befindet. Die Ventilkugel 12 nimmt ihre von ihrem Ventilsitz 11 entfernte Endlage zwischen den beiden Kränzen der Bohrungen 17 und 18 ein, wobei dann die Ventilkugel 14 auf ihrem Sitz 13 sitzt. Das gleiche geschieht, wenn die beiden Ventilkugeln 12 und 14 wieder in ihre Ausgangslage zurückgebracht werden.

Anstelle von. zwei Ventilkugeln können auch je eine Kegelfläche als Sitzteil und eine zylindrische Mantelfläche als Sperr- und Führungsteil aufweisende Ventilglieder benutzt werden, wobei der Verschiebeweg der beiden Ventilglieder beim Umschalten des Ventiles größer als die Länge des vom Sperrteil des Ventilgliedes überstrichenen Sperr abschnitt des Ventilkörperteiles ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei geänderten Teilen der Buchstabe a beigefügt ist.

Der hohle Ventilkörper 9a ist hier einstückig ausgebildet und hat in seiner Mitte nur einen Kranz von Bohrungen 17. Zwischen den Ventilkugeln 12 und

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P 6762 121.362F 14 befindet sich ein Distanzstück 28, dessen Durchmesser wesentlich geringer als der jeweilige Durchmesser des Hohlraumes des Ventilkörpers 9a ist. Die Kolbenstange 25a ist kürzer ausgebildet als die Kolbenstange 35. Die Kolbenstange 25a hält entsprechend der Darstellung in Fig. 2 die Kugel 14 auf ihrem Ventilsitz 13. Durch das Distanzstück 28 ist die Ventilkugel 12 von ihrem Ventilsitz 11 abgehoben und befindet sich in einer Lage zwischen den Bohrungen 19 und 27. Eine zwischen dem Grund der Sackbohrung 26 und der Ventilkugel 12 eingespannte Feder 29 sucht diese an dem Distanzstück 28 zu halten. Die Sperrabschnitte 15 und 16 befinden sich außerhalb der beiden Ventilsitze 11 und 13 und zwar jeweils einer auf einer der beiden Seiten. In der dargestellten Lage der beiden Ventilkugeln 12 und 13 ist die Pumpe P mit dem Verbraucher A verbunden, der vom Vorratsbehälter T getrennt ist. Soll der Verbraucher A mit dem Vorratsbehälter T verbunden und von der Pumpe P getrennt werden, so wird der auf den Kolben 22 in Richtung von der Bohrung 24 herrührende Druck derart abgebaut, daß die von dem von der Pumpe P erzeugten Druck auf die Ventilkugel 12 ausgeübte Kraft die Ventilkugeln 12, 14, das Distanzstück 28 und den Kolben 22 samt Kolbenstange 25a in der Zeichnung gesehen nach rechts verschiebt, bis die Ventilkugel 12 auf ihrem Ventilsitz 11 sitzt. Die Feder 29 hält hierbei die Ventilkugel 12 an dem Distanzstück 28 und dieses an der Ventilkugel 14.

Beim Abheben der Ventilkugel 14 von ihrem Ventilsitz befindet sich diese im Bereich des Sperrabschnittes 16, so daß eine Verbindung zwischen dem Verbraucher A und dem Vorratsbehälter T so lange unterbunden ist, bis die Ventilkugel 14 den Kranz der Bohrungen 20 überschleift und eine Verbindung zwischen dem Verbraucher A und dem Vorratsbehälter T herstellt. Bis dahin hat die Ventilkugel 12 den Kranz der Bohrungen 19 überschliffen und befindet sich in ihrem Sperrabschnitt 15, bis sie auf ihrem Ventilsitz 11 aufsitzt. Sowohl bei im Bereich des Sperrabschnittes 15 befindlicher Ventilkugel 12 als auch in ihrer Schließlage ist die Verbindung zwischen der Pumpe P und dem Verbraucher A unterbrochen.

Soll der Verbraucher A wieder mit der Pumpe P verbunden werden, so werden mit Hilfe des Kolbens 22 die Ventilkugeln 12 bzw. 14 in der Zeichnung gesehen nach links verschoben. Hierbei bewegt sich die Ventilkugel 12 so lange in dem Sperrabschnitt 15, bis die Ventilkugel 14 ihren Sperrabschnitt erreicht hat. Nach dem Überschleifen des Kranzes der Bohrungen 20 durch

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P 6762 121.362F die Ventilkugel 14 befindet sich diese in dem Sperrabschnitt 16 und sperrt die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter T und dem Verbraucher A. Eine Verbindung zwischen dem Verbraucher A und der Pumpe P wird wieder hergestellt, sobald die Ventilkugel 12 den Kranz der Bohrungen 19 zu überschleifen beginnt.

Die beiden Ventilkugeln 12, 14 können mittels des Distanzstückes 28 beispielsweise unter Verwendung eines Gewindes fest miteinander verbunden sein. Es ist auch hier möglich, gegebenenfalls fest miteinander verbundene Ventilglieder zu verwenden, die eine Kegelfläche als Schließteil und eine zylindrische Alantelfläche als Führungs- und Sperrteil aufweisen. Bei einer solchen Bauform kann die Feder 29 entfallen.

Leerseite

Claims

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25. Februar 82 By P 6762 121.362F

Mannesmann Rexroth GmbH, Jahnstraße 3-5, 8770 Lohr/Main

Ansprüche

Ventil mit zwei Ventilsitzen (11, 13) in einem hohlen Ventilkörper (9, 10), mit einem mittels eines Betätigungsgliedes (22) betätigbaren, zwischen den Ventilsitzen angeordneten und mit seinem auf dem Umfang angeordneten Führungsteil geführten Schließglied (12, 14), das zwei Sitzteile hat, mit jedem Ventilsitz zugeordneten und durch mit dem Schließglied verbundene Sperrteile sperrbaren Sperrabschnitten (15, 16) und mit drei Anschlüssen (6, 7, 8) am Ventilgehäuse (1), von. denen einer zwischen den beiden Ventilsitzen und jeweils einer auf einer der außerhalb der beiden Ventilsitze befindlichen beiden Seiten angeordnet ist, wobei von dem Schließglied jeweils zwei Anschlüsse miteinander verbindbar und der dritte Anschluß von den beiden miteinander verbundenen Anschlüssen trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem jeweiligen Ventilsitz zugeordneten Sperrabschnitte im Ventilkörper und die Sperrteile des Schließgliedes jeweils zwischen den beiden Ventilsitzen angeordnet sind und daß die Sperrteile des Schließgliedes jeweils einen größeren Durchmesser als deren mit dem jeweils zugeordneten Ventilsitz zusammenwirkende Sitzteile haben.
2. Ventil mit zwei Ventilsitzen (11, 13) in einem hohlen Ventilkörper (9a), mit einem mittels eines Betätigungsgliedes (22) betätigbaren und mit seinem auf dem Umfang angeordneten Führungsteil geführten Schließglied (12, 14), das zwei Sitzteile hat, mit jedem Ventilsitz zu-

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geordneten, durch mit dem Schließglied verbundene Sperrteile sperrbaren und auf der vom anderen Ventilsitz jeweils abgewandten Seite des zugeordneten Ventilsitzes angeordneten Sperrabschnitten (15, 16) und mit drei Anschlüssen (6, 7, 8) am Ventilgehäuse (1), von denen einer zwischen den beiden Ventilsitzen und jeweils einer auf einer außerhalb der beiden Ventilsitze befindlichen beiden Seiten angeordnet ist, wobei von dem Schließglied jeweils zwei Anschlüsse miteinander verbindbar und der dritte Anschluß von den beiden miteinander verbundenen Anschlüssen trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sitzteile des Schließgliedes und dessen Führungsteile auf der vom anderen Ventilsitz jeweils abgewandten Seite des zugeordneten Ventilsitzes angeordnet sind.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzteile und die Sperrteile des Schließgliedes (12, 14) jeweils an besonderen Ventilgliedern angeordnet sind.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom ersten Ventilglied (12, 14) gesteuerte Anschluß (17; 19, 20) in Schließlage des zweiten Ventilgliedes (14, 12) zwischen dem ersten Ventilglied und dem diesem zugeordneten Sperrabschnitt (15, 16) in den Ventilkörper mündet und daß der vom zweiten Ventilglied (14, 12) gesteuerte Anschluß in Schließlage des ersten Ventilgliedes (12, 14) zwischen dem zweiten Ventilglied und dem diesem zugeordneten Sperrabschnitt (16, 15) in den Ventilkörper mündet.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich der Öffnungslage eines der Ventilglieder (12, 14) befindliche Anschluß (17, 18; 19, 27; 20, 28) derart unterteilt ist, daß in Öffnungslage des einen und Schließlage des anderen Ventilgliedes gesehen, das in Öffnungslage befindliche Ventilglied auf beiden Seiten mit gleichem Druck beaufschlagt ist.

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6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Ventilelieder (12, 14) in einem Teil des in Längsrichtung unterteilten Ventilkörpers (9, 10) untergebracht ist,
dessen Teile stirnseitig aneinanderstoßen, und daß die beiden Teile des Ventilkörpers jeweils gleich ausgebildet sind.