DE3519728C1 - Automatisch schaltendes Ventil zur raschen Entleerung eines hydraulischen Mediums aus einem unter überhöhtem Druck stehenden Raum - Google Patents

Automatisch schaltendes Ventil zur raschen Entleerung eines hydraulischen Mediums aus einem unter überhöhtem Druck stehenden Raum

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DE3519728C1 DE19853519728 DE3519728A DE3519728C1 DE 3519728 C1 DE3519728 C1 DE 3519728C1 DE 19853519728 DE19853519728 DE 19853519728 DE 3519728 A DE3519728 A DE 3519728A DE 3519728 C1 DE3519728 C1 DE 3519728C1
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Jörn 4320 Hattingen Dams
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors

Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil zur Rückleitung von-Flüssigkeiten aus einem Zylinder eines hydraulischen Systems mit einer Steuereinheit und einem Tank, welches ein Ventilgehäuse mit drei Anschlüssen aufweist, von denen ein erster mit der Steuereinheit, von denen ein zweiter, zum ersten koaxial angeordneter Anschluß mit dem Tank und von denen ein dritter Anschluß mit einer Kolbenseite des Zylinders verbunden ist, wobei koaxial zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß ein kolbenförmig ausgebildeter Ventilkörper verschiebbar ist, der bei höherer Kraftbeaufschlagung aus der Richtung des ersten Anschlusses den zweiten Anschluß zum Tank verschließt und der bei höherer Kraftbeaufschlagung aus der Richtung des dritten Anschlusses den zweiten Anschluß zum Tank wieder öffnet und der von einer Ventilfeder beaufschlagt ist, die sich mit einem Ende am Ventilgehäuse in der Nähe des zweiten Anschlusses zum Tank und die sich mit ihrem anderen Ende am Ventilkörper abstützt.
  • Ein Mehrwegeventil dieser Art ist aus der DE-AS 15 76088 bekannt geworden. Außer den vorgenannten Merkmalen weist der darin als Differentialkolben ausgebildete Ventilkörper mehrere Durchflußöffnungen auf, die von einer unter der Wirkung der vorgenannten Ventilfeder stehenden Schaltscheibe abgedeckt sind.
  • Außer dieser Ventilfeder steht der Ventilkörper noch unter der Wirkung einer zweiten der Wirkung der erstgenannten Ventilfeder entgegengerichteten Feder, die zwischen dem Ventilkörper und dem zur Steuereinheit führenden Anschluß angeordnet ist. Dadurch entstehen zwei jeweils unter der Wirkung einer Feder stehende Ventile in einem gemeinsamen Gehäuse. Da nach dem Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift die beiden Ventile jeweils durch ihre Federn in ihre Schließstellungen gedrückt werden, muß die dem Anschluß zur Steuereinheil zugekehrte Feder eine größere Vorspannung als die dem Anschluß zum Tank zugekehrte Ventilfeder aufweisen. Ein derart gestaltetes Mehrwegeventil neigt zu einem Flattern des Ventilkörpers, da bei einem erhöhten Druck aus der Richtung des Anschlusses zum Zylinder der Ventilkörper zwar kurzzeitig öffnet, jedoch dann unmittelbar nach der eintretenden Entspannung wieder unter der Wirkung seiner ihn schließenden Ventilfeder in die Schließstellung gedrückt wird. Da bei diesen Druckverhältnissen zugleich die Schaltscheibe gegen die von ihr abgedeckten Durchflußöffnungen gedrückt wird, kann die vom Zylinder her unter überhöhtem Druck über den dritten Anschluß in dieses Mehrwegeventil einströmende Hydraulikflüssigkeit lediglich mit einem weitaus größeren Volumenstrom intervallweise in den Tank und zu einem verschwindend geringen Maße zur Steuereinheit hin abfließen. Dadurch ist dieses Rückschlagventil nur bedingt entsperrbar.
  • Aus der DE-OS 32 24 370 ist ein weiteres Mehrwegeventil bekannt, welches aufgrund des Fehlens einer den Ventilkörper in eine bestimmte Schaltstellung drückenden Ventilfeder nicht der eingangs genannten Gattung zuzuordnen ist. Bei dieser Ausführungsform wird von der dort anzutreffenden Ventilfeder lediglich die Schaltscheibe in eine Abdeckposition gegen die Durchflußöffnungen des Ventilkörpers gedrückt. Wie die Praxis zwischenzeitlich erwiesen hat, ist dieses Mehrwegeventil nur unter bestimmten Druckverhältnissen funktionsfähig, nämlich bei relativ hohen Druckdifferenzen zwischen dem ersten und dem dritten Anschluß. Bei geringen Druckdifferenzen hingegen nimmt der Ventilkörper keine eindeutige Schaltstellung ein. Außerdem hat sich herausgestellt, daß bei hohen Druckdifferenzen der Ventilkörper turbinenartig dreht und dabei die die Schaltscheibe betätigende Ventilfeder aufwindet.
  • Das turbinenartige Drehen des Ventilkörpers, welches auch beim Gegenstand der DE-AS 15 76 088 nicht vermeidbar ist, dürfte davon herrühren, daß die sich am Umfang des Ventilkörpers verteilenden und von der Schaltscheibe abgedeckten Durchflußöffnungen aufgrund ihrer unterschiedlichen Lage zum dritten Anschluß unterschiedliche Druckverluste des Fluids bewirken, welches aufgrund von ausgelösten Drehmomenten den Ventilkörper ähnlich dem Rotor einer Turbine zu einer Drehung um seine eigene Längsachse veranlaßt.
  • Zwar wird auch bei dem Ventil nach der DE-OS 32 24 370 die Schaltscheibe bei ruhender Druckflüssigkeit gegen die starre Scheibe verschoben und somit die darin angeordneten Durchflußöffnungen abgedeckt.
  • Diese Durchflußöffnungen werden jedoch nicht dicht verschlossen. Dadurch entsteht eine stark gedrosselte Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem dritten Anschluß.
  • Letzteres gilt insbesondere auch für den Gegenstand der DE-OS 32 22 163 mit der Maßgabe, daß die darin offenbarte Schaltscheibe aufgrund des Fehlens einer Feder keine eindeutig definierte Abdeckstellung gegen den Durchströmquerschnitt in der starren Scheibe aufweist. Dies führt bei geringen Durchströmbohrungen in der Hauptsteuereinheit von z. B. 8 mm Durchmesser zu derart hohen Druckverlusten, daß für einen Mitreißeffekt der Druckflüssigkeit in bezug auf den Ventilkörper aufgrund des blitzartig ansteigenden Staudruckes in der Hauptsteuereinheit keine hinreichende Flüssigkeits-Durchströmmenge verbleibt. Dadurch kann die Schaltscheibe nicht gegen die starre Scheibe und damit der Ventilkörper derart verschoben werden, daß der zweite relativ große Durchströmquerschnitt zum Anschluß 2 und damit zum Tank geöffnet wird. Dadurch verbleibt für die von der Kolbenseite des hydraulischen Zylinders zu dem dritten Anschluß abströmende Hydraulikflüssigkeit unter Aufbau eines erheblichen Staudruckes nur ein äußerst stark gedrosselter Strömungsweg über den Anschluß 1, der aufgrund der nicht eindeutig definierten Schaltstellung der Schaltscheibe letztlich dem Zufall überlassen bleibt. Aber selbst bei zufällig vollständig von der Schaltscheibe freigegebenen Durchströmquerschnitten in der starren Scheibe kann ein Staudruck in der Hauptsteuereinheit aufgrund des nicht bzw. nicht rechtzeitig geöffneten Anschlusses zum Tank nicht vermieden werden, wodurch sich wiederum die Kolbenseite des hydraulischen Zylinders nur relativ langsam entleeren kann. Dadurch wiederum wird die Schreitzeit dieses Zylinders nachteilig verlängert.
  • Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegeventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches sich unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile durch eine eindeutige Schaltstellung auszeichnet und eine rasche Entleerung eines hydraulischen Mediums aus einem unter überhöhtem Druck stehenden Raum sowohl über den zweiten Anschluß zum Tank als auch über den ersten Anschluß zur Steuereinheit hin gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilkörper unabhängig von seiner Schaltstellung bezüglich des zweiten Anschlusses zum Tank mindestens einen ständig den ersten mit dem dritten Anschluß verbindenden Durchlaufkanal aufweist und daß die Ventilfeder in der zum Tank geöffneten Stellung des Ventilkörpers mit einer Vorspannkraft versehen ist, die größer als die Summe aller auf ihn einwirkenden Reibungskräfte ist.
  • Durch diese Ausbildung wird ein Mehrwegeventil geschaffen, welches einerseits bei höherem Druck am Anschluß zur Steuereinheit den Ventilkörper sicher entgegen der Kraft der vorgenannten Ventilfeder in eine den Abfluß zum Tank schließende Stellung verschiebt und welches andererseits bei hohem am dritten Anschluß zum Zylinder anstehenden Druck Hydraulikflüssigkeit sowohl in den zweiten Anschluß als auch über die Steuereinheit zum Tank hin abfließen läßt. Da somit in der letztgenannten Schaltstellung erhebliche Mengen an Hydraulikflüssigkeit vom Zylinder über zwei Wege - und nicht wie beim Stand der Technik über effektiv nur einen - abströmen können, tritt eine raschere Entleerung der Hydraulikflüssigkeit an der Kolbenseite des Zylinders ein, wodurch die Schreitzeiten verkürzt werden. Denn Zylinder dieser Art werden u. a. als Rückzylinder zum Rücken von Schild und Förderer beim hydraulischen Grubenausbau verwendet. Dabei wird von einer Hydraulikpumpe Flüssigkeit über das Schaltventil einer Steuereinheit auf die Kolbenseite eines hydraulischen Zylinders gedrückt, dessen Kolben dadurch ausgefahren wird. Beim Einfahren des Kolbens wird durch eine Umschaltung in der Steuereinheit die Kolbenstangenseite des Zylinders beaufschlagt, während zugleich die Kolbenseite entlastet wird. Je schneller die Kolbenseite entlastet werden kann, um so rascher kann der Kolben wieder eingefahren und die Schreitzeiten verkürzt werden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- dung besteht der Durchlaufkanal aus einer zentralen, axialen Sackbohrung bis etwa zur Mitte des Ventilkörpers und mehreren davon abzweigenden Radialbohrungen, wobei der Ventilkörper einen die Austrittsöffnungen der Radialbohrungen verbindenden Umlaufkanal aufweist, der sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem zweiten Anschluß zum Tank stets zum dritten Anschluß hin geöffnet ist. Aufgrund dieser Anordnung könnte ein Fachmann zu der Auffassung neigen, daß bei höherer Druckbeaufschlagung am ersten Anschluß gegenüber dem dritten Anschluß sich die Hydraulikflüssigkeit einen Weg unmittelbar durch den Durchlaufkanal zum zweiten Anschluß zum Tank sucht, da die vorgenannte Ventilfeder diesen Anschluß in geöffneter Stellung zu halten bestrebt ist. Gleichwohl hat sich überraschend herausgestellt, daß ein Kurzschluß zwischen dem Anschluß zur Steuereinheit und zum Tank trotz des ständig geöffneten Durchlaufkanals nicht auftritt, sondern der Ventilkörper dann in eine eindeutige, den Anschluß zum Tank verschließende Stellung gerückt wird und somit nur vom ersten Anschluß zum dritten Anschluß Hydraulikflüssigkeit durchströmen kann. Ebenso hat sich herausgestellt, daß der Zylinder bei überhöhtem, vom dritten Anschluß her anstehenden Druck bei eindeutiger Stellung des Ventilkörpers sehr rasche sowohl über den ersten als auch über den zweiten Anschluß entlastet und entleert werden kann.
  • Vorteilhaft ist der Ventilkörper mit mindestens vier diametral zueinander angeordneten Radialbohrungen versehen. Dabei verhält sich die Querschnittsfläche der axialen Sackbohrung zur Summe der Querschnittsflächen der von ihr abzweigenden Radialbohrungen wie 1:1,25 bis 1:1,4, wobei sich ein Verhältnis von 1:1,36 als besonders vorteilhaft herausgestellt hat.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in einer dem ersten Anschluß zur Steuereinheit zugekehrten Mantelfläche des Ventilkörpers eine umlaufende Ringnut mit einem eingelegten O-Ring angeordnet, der an der Gehäusefläche des Ventilgehäuses sowohl in der geschlossenen als auch in der geöffneten Stellung des Ventilkörpers zum Tank dichtend anliegt. Durch diese Maßnahme wird ein Drehen des Ventilkörpers verhindert, da bei erhöhter Druckdifferenz zwischen dem ersten und dritten Anschluß der O-Ring dicht gegen die Gehäusewandung gepreßt wird und sich somit die Reibungskräfte an dieser Stelle in Abhängigkeit von der Druckdifferenz erhöhen.
  • Vorteilhaft besteht der Ventilkörper aus Metall und weist an seiner dem zweiten Anschluß zugekehrten Seite einen Dichtring aus Kunststoff, z. B. aus Polymethylenoxid, und einen Zentrierring auf, die mittels eines in eine zentrale Gewinde bohrung eingreifenden Schraubbolzens mit dem übrigen Ventilkörper elastisch verspannt sind. Der Zentrierring ist mit einem Rücksprung versehen, in welchen das eine Ende der Ventilfeder eingreift. Mit ihrem anderen Ende ist die Ventilfeder in einem Rücksprung an der Innenseite des Ventilgehäuses zum zweiten Anschluß hin zentriert.
  • Nach einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Ventilfeder in der völlig geöffneten Stellung des Ventilkörpers zum Tank mit einer Vorspannkraft von ca. 1,9 kp versehen und weist bei einer linearen Federkennlinie eine Federrate von ca. 0,4 kp/mm, besonders vorteilhaft 0,475 kp/mm auf, was ca. 4,66 N/mm sind.
  • Die dem ersten Anschluß zugekehrte Kolbenstirnfläche des Ventilkörpers ist in an sich bekannter Weise größer als seine dem zweiten Anschluß zum Tank zugekehrte Kolbenstirnfläche, wodurch der Ventilkörper in Form eines Differentialkolbens ausgebildet ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das neue Mehrwegeventil zur Schnellentleerung eines mit dem dritten Anschluß verbundenen Raumes über den ersten und zweiten Anschluß und Fig. 2 die schematische Anordnung des neuen Mehrwegeventils innerhalb eines hydraulischen Systems.
  • Ausgehend von Fig.2 sind der erste Anschluß 1 und der zweite Anschluß 2 und der dritte Anschluß 3 des neuen Mehrwegeventils 4 innerhalb eines hydraulischen Systems 5 angeordnet. Dieses hydraulische System 5 besteht im wesentlichen aus einer Steuereinheit 6, einer Hydraulikpumpe 7, einem Tank 8 und einem hydraulischen Zylinder 9. Die Kolbenseite 10 des hydraulischen Zylinders 9 ist mit dem dritten Anschluß 3 des Mehrwegeventils 4 über die Leitung 11 verbunden. Der erste Anschluß 1 des Mehrwegeventils 4 ist über die Leitung 12 mit der Steuereinheit 6 verbunden, während letztere über die Leitung 13 mit der Kolbenstangenseite 14 des Hydraulikzylinders 9 in Verbindung steht. Der zweite Anschluß 2 des Mehrwegeventils 4 führt über die Leitung 15 ebenso zum Tank 8 wie die Leitung 16 von der Steuereinheit 6. Die Hydraulikpumpe 7 beaufschlagt über die Leitung 17 die Steuereinheit 6.
  • Dieses hydraulische System arbeitet in Verbindung mit dem neuen Mehrwegeventil wie folgt: Zum Ausfahren der Kolbenstange 18 beaufschlagt die Hydraulikpumpe 7 über die Leitung 17 und die in der Zeichenebene von rechts nach links verschobene Steuereinheit 6, ferner über die Leitung 12 und den ersten Anschluß 1, den dritten Anschluß 3 und die Verbindungsleitung 11 die Kolb enseite 10 des Hydraulikzylinders 9. In dieser Schaltstellung ist der Anschluß 2 zum Tank 8 durch den Ventilkörper verschlossen. Dadurch fährt die Kolbenstange 18 aus.
  • Zum Wiedereinfahren der Kolbenstange 18 muß die Kolbenstangenseite 14 von der Hydraulikpumpe 7 beaufschlagt werden und zugleich die Kolbenseite 10 des Hydraulikzylinders 9 zum Tank 8 hin geöffnet werden.
  • Bei den bisher bekannten hydraulischen Systemen entsteht bei der Entleerung der Kolbenseite 10 des Hydraulikzylinders 9 regelmäßig ein Staupunkt an der Stelle 19 der Steuereinheit 6, wenn man die Verbindungsleitungen 11 und 12 unter Fortlassung des neuen Mehrwegeventils 4 verbindet. Dieser Staupunkt an der Stelle 19 kommt deshalb zustande, weil das Flüssigkeitsvolumen an der Kolbenseite 10 größer und damit die Ausflußgeschwindigkeit bei gleichen unterstellten Strömungsquerschnitten größer als on der Kolbenstange 14 ist. Die Ausflußzeit der Hydraulikflüssigkeit von der Kolbenseite 10 in den Tank 8 ist das entscheidende Kriterium zum raschen Einrücken der Kolbenstange 18 und damit beispielsweise auch ein entsprechendes Kriterium für die Schreitzeit beim hydraulischen Grubenausbau, wenn der Hydraulikzylinder 9 als Rückzylinder zum Rücken von Schild und Förderer verwendet wird.
  • Durch den Einsatz des neuen Mehrwegeventils wird diese Ausflußzeit der Hydraulikflüssigkeit von der Kolbenseite 10 des Hydraulikzylinders 9 in den Tank 8 derart vorteilhaft verkürzt, daß die Kolbenstange 18 rascher eingerückt werden kann. Gemäß seiner Funktion kann das neue Mehrwegeventil nicht nur für eine rasche Druckminderung der Kolbenseite, sondern auch für eine rasche Entleerung sorgen, so daß es auch als "Schnellentleerungsventid" bezeichnet werden kann.
  • Dieses neue Mehrwege- bzw. Schnellentleerungsventil 4 ist im Längsschnitt in Fig. 1 dargestellt. Dabei sind mit Fig. 2 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Das neue Mehrwegeventil 4 besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 20 und einem darin entgegen der Kraft der Ventilfeder 21 verschieblichen Ventilkörper 22.
  • Unabhängig von der Schaltstellung des Ventilkörpers 2 ist der Anschluß 1 mit dem Anschluß 3 stets über einen Durchlaufkanal 23 verbunden, der aus einer zentralen, axialen Sackbohrung 24 und mehreren davon abzweigenden Radialbohrungen 25 besteht. Die Austrittsöffnungen 25' der Radialbohrungen 25 münden in einen Umlaufkanal 26, der sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem zweiten Anschluß 2 zum Tank 8 stets zum dritten Anschluß 3 hin geöffnet ist. Die axiale Sackbohrung 24 reicht etwa bis zur Mitte des Ventilkörpers 22. Im dargestellten Fall ist der Ventilkörper 22 mit vier diametral zueinander angeordneten Radialbohrungen 25 versehen, die je einen Durchmesser von 3,5 mm aufweisen. Der Durchmesser der axialen Sackbohrung 24 beträgt 6 mm. Der Ventilkörper 22 ist im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet. In seiner dem ersten Anschluß 1 zur Steuereinheit 6 zugekehrten Mantelfläche 22' befindet sich eine umlaufende Ringnut 27, in der ein O-Ring 28 eingelegt ist. Der O-Ring 28 liegt an der Gehäusefläche 29 des Ventilgehäuses 20 sowohl in der geschlossenen als auch in der geöffneten Stellung des Ventilkörpers 22 zum Tank 8 dichtend an. An seinem dem zweiten Anschluß 2 zugekehrten Ende weist der Ventilkörper 22 einen Dichtring 30 aus Kunststoff, z. B.
  • aus Polymethylenoxid, und einen Zentrierring 31 auf, die mittels eines in einer zentralen Gewindebohrung 32 eingreifenden Imbus-Schraubenbolzen 33 mit dem übrigen Ventilkörper 22 elastisch verspannt sind. Der Zentrierring 31 ist mit einem Rücksprung 34 versehen, in welchen das eine Ende 21' der Ventilfeder 21 eingreift. Das andere Ende 21" der Ventilfeder 21 ist in einem Rücksprung 35 an der Innenseite des Gehäuses 20 zentriert.
  • In der dargestellten Stellung ist die Ventilfeder 21 mit einer Vorspannkraft von ca. 1,9 kp versehen und derart angeordnet, daß in der Schließstellung des Dichtringes 30 die Ventilfeder 21 nicht auf Block zusammengedrückt ist. Außerdem weist die Ventilfeder 21 eine lineare Federkennlinie mit einer Federrate von ca. 4,6 N/mm auf.
  • Die dem ersten Anschluß 1 zugekehrte Kolbenstirnfläche 36 des Ventilkörpers 22 ist größer als die dem zweiten Anschluß 2 zum Tank 8 zugekehrte Kolbenstirnfläche 37.
  • In der Nähe eines jeden Anschlusses 1, 2 und 3 befinden sich querverlaufende Öffnungen 38 für nicht dargestellte Kerbklammern eines Steckanschlusses.
  • Wird die in Fig. 2 dargestellte Kolbenstange 18 eingefahren, so erfolgt am Anschluß 3 eine höhere Druckbeaufschlagung als am Anschluß 1. Folglich strömt Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 11 in Richtung des Pfeiles 39 in das Ventilgehäuse 20 ein. Bei diesen Druckverhältnissen wird der Ventilkörper 22 sowohl aufgrund dieser Druckdifferenz als auch unter der Vorspannung der Ventilfeder 21 in die dargestellte Lage verschoben.
  • Dadurch kann die Hydraulikflüssigkeit sowohl in Richtung des Pfeiles 40, über den Anschluß 2 und die Leitung 15 als auch in Richtung des Pfeiles 41 durch die Radialbohrungen 25, die Axialbohrung 24, den Anschluß 1 und die Leitungen 12, 16 in den Tank 8 abströmen. In dieser Lage nimmt das in Fig. 2 dargestellte Steuerventil die mit der Position 42 bezeichnete Steuerstellung ein Soll hingegen zum Ausfahren der Kolbenstange 18 die Kolbenseite 10 des hydraulischen Zylinders 9 beaufschlagt werden. wird die Steuereinheit 6 in die mit der Bezugsziffer 43 bezeichnete Schaltstellung verschoben, wodurch von der Hydraulikpumpe 7 über die Leitungen 17 und 12 Hydraulikflüssigkeit zum Anschluß 1 gepumpt wird. Da nunmehr der Anschluß 1 mit einem höheren Druck als der Anschluß 3 beaufschlagt wird, verschiebt sich der Ventilkörper 22 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Lage derart nach rechts, daß der Dichtring 30 unter Zusammendrückung der Ventilfeder 21 den Anschluß 2 dichtend verschließt. Während dieses Vorganges durchströmt die Hydraulikflüssigkeit die axiale Sackbohrung 24 und die Radialbohrungen 25 in Richtung des Pfeiles 44 über die Leitung 11 zur Kolbenseite 10. Dadurch fährt die Kolbenstange 18 aus. Zum Einfahren der Kolbenstange 18 wird sodann der erstbeschriebene Vorgang wiederholt.
  • Obgleich bei dem neuen Mehrwegeventil 4 die Anschlüsse 1 und 3 über die axiale Sackbohrung 24 und die Radialbohrungen 25 ständig verbunden sind, tritt bei der letztbeschriebenen Schaltstellung kein Kurzschluß der Hydraulikflüssigkeit durch einen Überlauf durch den Durchlaufkanal 24,25 zum Anschluß 2 auf, obgleich die vorgespannte Ventilfeder 21 einen solchen Strömungskurzschluß begünstigen könnte.
  • Automatisch schaltendes Ventil zur raschen Entleerung eines hydraulischen Mediums aus einem unter überhöhtem Druck stehenden Raum Bezugszeichenliste: erster Anschluß 1 zweiter Anschluß 2 dritter Anschluß 3 Mehrwegeventil 4 hydraulisches System 5 Steuereinheit 6 Hydraulikpumpe 7 Tank 8 hydraulischer Zylinder 9 Kolbenseite von Zylinder 9 10 Leitungen 11, 12, 13, 15, 16,17 Kolbenstangenseite des Zylinders 9 14 Kolbenstange 18 Staupunkt in der Steuereinheit 6 19 Ventilgehäuse 20 Ventilfeder 21 Enden der Ventilfeder 21 21', 21" Ventilkörper 22 Durchlaufkanal 23 Mantelfläche von Ventilkörper 22 22' Sackbohrung 24 Radialbohrungen 25 Austrittsöffnungen von Radialbohrungen 25 25' Umlaufkanal 26 Ringnut 27 O-Ring 28 Gehäusefläche des Ventilgehäuses 20 29 Dichtring 30 Zentrierring 31 Gewindebohrung 32 Schraubenbolzen 33 Rücksprung 34,35 Kolbenstirnflächen des Ventilkörpers 22 36,37 Öffnungen 38 Richtungs-Pfeile 39,40,41,44 Schaltstellung von Steuereinheit 6 42,43

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Mehrwegeventil zur Rückleitung von Flüssigkeiten aus einem Zylinder eines hydraulischen Systems mit einer Steuereinheit und einem Tank, welches ein Ventilgehäuse mit drei Anschlüssen aufweist, von denen ein erster mit der Steuereinheit, von denen ein zweiter, zum ersten koaxial angeordneter Anschluß mit dem Tank und von denen ein dritter Anschluß mit einer Kolbenseite des Zylinders verbunden ist, wobei koaxial zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß ein kolbenförmig ausgebildeter Ventilkörper verschiebbar ist, der bei höherer Kraftbeaufschlagung aus der Richtung des ersten Anschlusses den zweiten Anschluß zum Tank verschließt und der bei höherer Kraftbeaufschlagung aus der Richtung des dritten Anschlusses den zweiten Anschluß zum Tank wieder öffnet und der von einer Ventilfeder beaufschlagt ist, die sich mit einem Ende am Ventilgehäuse in der Nähe des zweiten Anschlusses zum Tank und die sich mit ihrem anderen Ende am Ventilkörper abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) unabhängig von seiner Schaltstellung bezüglich des zweiten Anschlusses (2) zum Tank (8) mindestens einen ständig den ersten (1) mit dem dritten Anschluß (3) verbindenden Durchlaufkanal (24, 25) aufweist und daß die Ventilfeder (21) in der zum Tank (8) geöffneten Stellung des Ventilkörpers (22) mit einer Vorspannkraft versehen ist, die größer als die Summe aller auf ihn (22) einwirkenden Reibungskräfte ist.
  2. 2. Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufkanal (24, 25) aus einer zentralen, axialen Sackbohrung (24) bis etwa zur Mitte des Ventilkörpers (22) und mehreren davon abzweigenden Radialbohrungen (25) besteht und der Ventilkörper (22) einen die Austrittsöffnungen (25') der Radialbohrungen (25) verbindenden Umlaufkanal (26) aufweist, der sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem zweiten Anschluß (2) zum Tank (8) stets zum dritten Anschluß (3) hin geöffnet ist.
  3. 3.Mehrwegeventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) mit mindestens vier diametral zueinander angeordneten Radialbohrungen (25) versehen ist.
  4. 4. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querschnittsfläche der axialen Sackbohrung (24) zur Summe der Querschnittsflächen der von ihr abzweigenden Radialbohrungen (25) wie 1:1,25 bis 1:1,4 verhält.
  5. 5. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Sackbohrung (24) einen Durchmesser von 6 mm bis 7 mm und die Radialöffnungen (25) einen Durchmesser von 3 mm bis 4 mm aufweisen.
  6. 6. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dem ersten Anschluß (1) zur Steuereinheit (6) zugekehrten Mantelfläche (22') des Ventilkörpers (22) eine umlaufende Ringnut (27) mit einem eingelegten O-Ring (28) angeordnet ist, der an der Gehäusefläche (29) des Ventilgehäuses (20) sowohl in der geschlossenen als auch in der geöffneten Stellung des Ventilkörpers (22) zum Tank (8) dichtend anliegt.
  7. 7. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) aus Metall besteht und an seinem dem zweiten Anschluß (2) zugekehrten Ende einen Dichtring (30) aus Kunststoff, z. B. aus Polymethylenoxid, und einen Zentrierring (31) aufweist, die mittels eines in einer zentralen Gewindebohrung (32) eingreifenden Schraubbolzen (33) mit dem übrigen Ventilkörper (22) elastisch verspannt sind.
  8. 8. Mehrwegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralring (31) einen Rücksprung (34) aufweist, in welchen das eine Ende (21') der Ventilfeder (21) eingreift
  9. 9. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (21) mit ihrem anderen Ende (21") gleichfalls in einen Rücksprung (35) an der Innenseite des Ventilgehäuses (20) zentriert ist.
  10. 10. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (21) in der völlig geöffneten Stellung des Ventilkörpers (22) zum Tank (8) mit einer Vorspannkraft von ca. 1,9 kp versehen ist und bei einer linearen Federkennlinie eine Federrate von ca.
    4,6 N/mm aufweist.
  11. 11. Mehrwegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Anschluß (1) zugekehrte Kolbenstirnfläche (36) des Ventilkörpers (22) in an sich bekannter Weise größer als seine dem zweiten Anschluß (2) zum Tank (8) zugekehrte Kolbenstirnfläche (37) ist.
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