DE3233311C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Anspruchs 1.

Ein solches Ventil ist aus der US-Patentschrift 29 13 005 bekannt. Dort ist das Hilfsventil ein Wechselventil, bei dem in der den Druckraum entlastenden Stellung der Durchfluß vom Druck­ anschluß über eine Drossel zum Druckraum am Ventilsitz abgesperrt ist. Da in dieser Ventilstellung am Ventilsitz kein Strömungs­ mittel nachströmen kann, entleert sich der Druckraum verhältnis­ mäßig rasch durch die Auslaßöffnung des Hilfsventils, was eine unverzögerte Kolbenbewegung in der den anderen Ventilsitz schließen­ den Richtung zur Folge hat.

Ein derartiges Ventil ist somit verschleißanfällig, da nicht in beiden Richtungen eine verzögerte Geschwindigkeit erreicht wird. Bei dem Einsatz in Hochdruckwasserspritzanlagen kann somit durch zu schnelles Erreichen der Betriebsstellung beim Einschalten die Sicherheit des Betriebspersonals gefährdet sein. Außerdem ist das Ventil nach der US-Patentschrift kompliziert im Aufbau.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Ventil zu schaffen, bei dem die Umschaltbewegung eines Ventilverschlußteils in beiden Schließ­ richtungen verzögert ist, das außerdem konstruktiv einfach ist, bei dem ein geringer Verschleiß der Dichtkanten des Ventilver­ schlußteils erreicht ist und auch die Verschleißteile leicht aus­ wechselbar sind.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung.

Nach der Erfindung ist somit das Hilfsventil kein Wechselventil, sondern ein Auslaßventil mit nur einem ins Freie führenden Ventilsitz.

Der Strömungsweg vom Einlaß über die Drossel zum Druckraum ist ständig offen. Somit strömt nach dem Öffnen des Hilfsventils Strömungsmittel durch die Drossel nach, während es gleichzeitig durch den geöffneten Ventilsitz ins Freie abfließt. Da der Quer­ schnitt der Drossel kleiner ist als der des Abflusses des Hilfs­ ventils, geht der Steuerkolben bei seiner Bewegung in die den anderen Ventilsitz schließende Stellung auch in dieser Richtung mit verzögerter Geschwindigkeit, und setzt mit seiner Dichtfläche entsprechend weich auf diesem Ventilsitz auf. Dadurch ist erreicht, daß nach der Erfindung die Umschaltbewegung des als Steuerkolben ausgebildeten Ventilverschlußteils in beiden Richtungen verzögert ist.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des neuen verzögerten 3/2-Wege-Ventils im Querschnitt, in Fig. 1

und in Fig. 2 einen Ausschnitt im Querschnitt einer zweiten Ausführungsform.

Das vorzugsweise als Drehkörper oder als Frässtück ausgebildete Ventilgehäuse 15 weist eine durchgehende Axialbohrung 16 auf, sowie eine radial gerichtete Einlaßöffnung 12 für das Förder­ mittel und eine ebenfalls radial gerichtete Auslaßöffnung 13 für das Fördermittel, ferner eine axial gerichtete Bypass-Öffnung 14 in dem Bypass-Stutzen 14 a. Im Inneren des Ventilgehäuses 15 ist der Steuerkolben 1 verschiebbar zwischen dem Ventilsitz 2 für die Öffnung 13 und dem Ventilsitz 5 für die Bypass-Öffnung 14 angeordnet. Er ist mit seinem erweiterten Teil 1 e in einer in das Ventilgehäuse 15 eingesetzten Hülse 18 axial gleitbar ge­ führt. Mit dem Teil 1 e ist er über die Kolbenstange 1 d verbun­ den. Diese weist schräg gerichtete Umfangsflächen 1 b und 1 a auf, die wechselweise an die Ventilsitze 2 bzw. 5 zur Anlage kommen. Die Schrägfläche 1 a geht in eine weitere Schrägfläche 1 g über, die wiederum mit der an der Innenwand des Ventilsitzes 5 anlie­ genden Parallelfläche 1 f verbunden ist. Der Steuerkolben weist zwischen Dichtflächen 1 a und 1 b Radialbohrungen 1 c auf, die mit einer zentrisch durch die Kolbenstange 1 d geführten Bohrung 3 in Verbindung stehen. Die Bohrung 3 ist durch eine als Drossel­ stelle ausgebildete Ringlochscheibe 9 abgedeckt und mündet danach in einen Druckraum 4. Der Druckraum 4 ist durch ein Ge­ windestück 17 abgeschlossen, das in seinem Innern Einsatzstücke 22 und 23 aufnimmt, die mit einem Gewindestück 19 in ihrer Lage gehalten sind. In dem Einsatzstück 22 ist ein unter dem Druck der Feder 11 stehender Ventilkegel 7 angeordnet, der mit einer Be­ tätigungsstange 6 aus dem Ventil herausragt. Dem Ventilkegel ist in dem Einsatzstück 23 ein Ventilsitz 10 zugeordnet, durch den der Druckraum 4 mit einer ins Freie führenden Leitung 8 verbind­ bar ist. Um die Betätigungsstange 6 ist im Einsatzstück 23 eine Ringdichtung 24 angeordnet.

Das Ventil ist so aufgebaut, daß alle Einbauten axial eingescho­ ben werden können. Der Steuerkolben 1 mit von einem Gewindestück 25 gehaltener Ringlochscheibe 9 wird von einer Seite in die eben­ falls von der gleichen Seite eingeschobene Hülse 28 eingesetzt. Das Einsatzstück 22 ist an der Schulter 17 a des Gewindestücks 17 festgelegt, die Hülse 18 weist radiale Verbindungsöffnungen 18 a zu einem Ringraum 20 auf, in den die Fördermittelauslaßöffnung 13 mündet. Der Ventilsitz 2 ist an der Schulter 15 des Ventil­ gehäuses und der Ventilsitz 5 an der Schulter 15 a des Ventilge­ häuses festgelegt.

Die Bedeutung des neuen Ventils liegt insbesondere im stark ver­ zögerten Druckaufbau des Fördermittels bis zum Erreichen der Be­ triebsstellung, um die Sicherheit des Bedienungspersonals zu ge­ währleisten. Die geöffnete Bypass-Stellung wird ebenfalls ge­ bremst, aber schneller erreicht.

Die Betriebsweise des Ventils ist wie folgt: Die Ventilstellung nach der Zeichnung kennzeichnet den Betriebszustand, bei dem das Fördermittel bei der Einlaßöffnung 12 eintritt, die Kolbenstange 1 d umströmt und durch den offenen Ventilsitz 2 über die Bohrungen 18 a und den Ringraum 20 in die Auslaßöffnung 13 gelangt. Zu­ gleich ist das Fördermittel über die Bohrung 1 c und 3 sowie die Drosselöffnung in der Ringlochscheibe 9 mit dem Druckraum 4 ver­ bunden, in dem sich ein Überdruck aufbaut. Da die obere Fläche 1 h des Zusatzkolbens 1 e größer ist als der Querschnitt des Ven­ tilsitzes 5, wirkt auf den Zusatzkolben eine axial gerichtete Kraft aus dem Druckraum, so daß der Steuerkolben 1 mit seiner Schrägfläche 1 a gegen den Ventilsitz 5 gedrückt wird.

Wird nun zum Beispiel durch Magnetbetätigung die als Ventilnadel ausgebildete Betätigungsstange 6 einwärts gedrückt, so wird der Ventilkegel 7 von seinem Ventilsitz 10 abgehoben und dadurch der Druckraum 4 mit der ins Freie führenden Leitung 8 verbunden. Da­ durch wird die axial gerichtete Kraft im Druckraum 4 abgebaut und der Steuerkolben 1 vom Fördermittel in Richtung auf den Ven­ tilsitz 2 gedrückt, da der Querschnitt der linken Fläche 1 i des Steuerkolbens 1 e größer ist als der Querschnitt des Ventilsitzes 5. Der Steuerkolben gelangt also in die Bypass-Stellung, bei der der Ventilsitz 2 verschlossen und der Ventilsitz 5 geöffnet ist. Dabei wird ein verzögerter Schaltvorgang abhängig von den Flächenverhältnissen der Drosselöffnung 9 und der Öffnung des Ventilsitzes 10 erreicht.

Wird anschließend zur Wiederherstellung der Betriebsstellung der Ventilkegel 7 durch Abschalten des Magneten infolge des Drucks der Feder 11 gegen den Ventilsitz 10 gedrückt, so ist der Druck­ raum 4 wieder geschlossen. In ihm baut sich nun verzögert durch den geringen Querschnitt der Drosselöffnung 9 ein Druck auf, der den Steuerkolben 1 verzögert in die Betriebsstellung zurück­ schiebt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 befindet sich der Ventil­ kegel (7) am Ende der Betätigungsstange (6) und der Ventil­ sitz (10) vor einer Durchtrittsöffnung (27) in einer auf die Hülse (18) aufgesetzten Scheibe (26). Die Hülse (18) und die Scheibe (26) können auch einteilig sein.

Trotz der erreichten langsamen Bewegungen des Steuerkolbens wird eine Verschleißminderung erreicht. Das wird durch die Schrägflächen (1 a, 1 g) erreicht, durch die ein Druckaus­ gleichsraum zwischen der Innenfläche des Ventilsitzes (5) und diesen Schrägflächen (1 a) und (1 g) gebildet ist.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform, die im wesent­ lichen den Merkmalen des Anspruchs 1 entspricht, kann im Sinne der Unteransprüche abgewandelt werden. Es ist auch möglich, auf einige Teilziffern des Anspruchs 1 gegebenenfalls zu verzichten, soweit die verbleibenden Merkmale bereits zur Lösung der ge­ stellten Aufgabe beitragen.

Claims (6)

1. Wege-Ventil mit einem hohlen Ventilverschlußteil, das im Ventilgehäuse mit drei axial versetzt liegenden Anschluß­ öffnungen durch einen beidseitig vom Strömungsmittel zu beaufschlagenden Kolben verschiebbar ist, der an der von den drei Anschlußöffnungen abgekehrten Seite seine größere Kolbenfläche aufweist und hier einen Druckraum im Ventil­ gehäuse begrenzt, der einerseits über eine Drosselöffnung und den Innenraum des Ventilverschlußteils mit der Einlaß­ öffnung und andererseits über ein Hilfsventil mit der Außen­ luft verbunden ist, wobei das Ventilverschlußteil einen Doppelkegel mit zueinander entgegengesetzt konischen Dicht­ flächen hat, die mit axial zu beiden Seiten der mittleren Anschlußöffnungen liegenden Ventilsitzen gegensinnig öffnend und schließend zusammenwirken und die Einlaßöffnung mit dem Inneren des hohlen Ventilverschlußteils über eine Radial­ bohrung in der Wand desselben in ständig offener Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg von der zur abwechselnden Verbindung mit den beiden Auslaßöffnungen (13, 14) axial zwischen diesen angeordneten Einlaßöffnungen (12) über die Drosselöffnung (9) zum Druckraum (4) ständig offen ist, und daß der Durchflußquerschnitt der Drosselöff­ nung (9) kleiner ist als der des Hilfsventils (7, 10).

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ raum (4) durch ein Gewindestück (17) abgeschlossen ist, das das aus Ventilsitz (10) und Ventilkegel (7) gebildete Hilfs­ ventil aufweist, durch das der Druckraum (4) mit einer ins Freie führenden Leitung (8) verbindbar ist, wobei der Ventil­ kegel (7) durch die Kraft einer Feder (11) in seiner Schließ­ stellung gehalten ist und durch eine Betätigungsstange (6) gegen die Kraft der Feder (11) in die Offenstellung bringbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (7) unter Einsparung der Feder (11) an einem Ende der Betätigungsstange (6) und der Ventilsitz (10) an der bis auf eine Durchtrittsöffnung (27) z. B. in einer Scheibe (26) geschlossenen Hülse (18) in um 180° verschwenk­ ter Anordnung so angeordnet sind, daß durch Eindrücken der Betätigungsstange (6) das Schließen und durch Herausziehen der Betätigungsstange (6) das Öffnen des Druckraums (4) erfolgt (Fig. 2).

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Steuerkolben (1) im Bereich des Ventilsitzes (15) eine schräg einwärts gerichtete Dichtfläche (1 a) aufweist, die in eine schräg auswärts gerichtete Umfangsfläche (1 g) über­ geht, so daß ein Drosselraum zwischen Innenfläche des Ventil­ sitzes (5) und den schräg gerichteten Flächen (1 a) und (1 g) gebildet ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (22, 23) des Hilfsventils (7, 10) durch ein zentrisches Gewindestück (19) in dem in das Ventilgehäuse (15) eingesetzten Gewindestück (17) gehal­ ten ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drosselstelle (9) durch eine auswechselbar ein­ setzbare Ringlochscheibe gebildet ist.