DE3620242A1 - Pilot valve, in particular 3/2 way valve - Google Patents
Pilot valve, in particular 3/2 way valveInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Vorsteuerventil, insbe sondere ein 3/2-Wegeventil, nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a pilot valve, in particular special a 3/2-way valve, according to the preamble of the patent claim 1.
Vorsteuerventile dieser Art dienen zum Schalten von nachgeordneten Hauptsteuerventilen, über die beispielsweise ein hydraulischer Hubzylinder oder andere hydraulische Aggregate betätigbar sind.Pilot valves of this type are used to switch subordinate main control valves, for example a hydraulic jack or other hydraulic Units can be actuated.
Ventile dieser Art werden auch im untertägigen Berg bau eingesetzt. Als Arbeitsmedium dient dort meist HFA- Flüssigkeit (eine Öl-in-Wasser-Emulsion), die mit einem Ar beitsdruck von beispielsweise 400 bar am Eingangsanschluß des Ventils anliegt.Valves of this type are also found in the underground mountain used in construction. HFA is usually used as the working medium Liquid (an oil-in-water emulsion) with an ar working pressure of, for example, 400 bar at the inlet connection of the valve.
An ein solches Ventil sind wegen des hohen Arbeits drucks, des besonderen Arbeitsmediums und der korrosionsför dernden untertägigen Atmosphäre besonders hohe Anforderungen gestellt, insbesondere auch im Hinblick auf die Schaltkräfte und Schaltwege zur Betätigung des Ventils. Gestaltet werden solche Untertage eingesetzten Ventile üblicherweise elektromagnetisch, wobei die vom Elektromagneten aufbringbare Schaltkraft bzw. der Schaltweg begrenzt ist, da der Elektromagnet zum einen eigensicher ausgebildet sein muß, zum anderen aber eine mög lichst geringe Baugröße aufweisen soll. Eine stärkere Aus legung des Elektromagneten ist deshalb in der Praxis nicht möglich. Zum Schalten eines solchen Vorsteuerventils steht daher in der Regel ein vorbestimmtes Produkt aus Kraft mal Weg zur Verfügung, das nicht überschritten werden darf.Such a valve is because of the high work pressure, the special working medium and the corrosion changing underground atmosphere particularly high demands made, especially with regard to the switching forces and Switching paths for actuating the valve. Such are designed Valves used underground usually electromagnetic, where the switching force or the application of the electromagnet the switching path is limited because the electromagnet on the one hand must be intrinsically safe, but on the other hand one possible should be as small as possible. A stronger out Placing the electromagnet is therefore not in practice possible. To switch such a pilot valve is therefore usually a predetermined product from Kraft mal Path available that must not be exceeded.
Für den genannten Einsatz sind Vorsteuerventile auf dem Markt, die als Sitzventile ausgebildet sind und mit klei nen Schaltkräften und Schaltwegen betätigbar sind. Ein be kanntes Ventil dieser Art, Typ V-12 714 der Firma Dr. H. Tiefenbach GmbH & Co. in Essen, weist zwei Kugelsitzventile auf, die jeweils eine druckführende Leitung mit einem Ar beitsanschluß bzw. den Arbeitsanschluß mit einer Rückführlei tung verbinden bzw. sperren. Die beiden Kugelsitzventile sind in Schließrichtung gegenüberliegend angeordnet, wobei die Dichtsitze in den beiden Stirnseiten des gemeinsamen Ventil körpers angeordnet sind. Innerhalb des Ventilkörpers ist ein axial verschiebbarer Stößel gelagert, der die beiden Ventil kugeln derart miteinander bewegungskoppelt, daß immer ein Sitzventil geöffnet ist, wenn das andere geschlossen ist und umgekehrt. Zur Betätigung des Vorsteuerventils dient ein Steuerstößel, der achsgleich zu dem zwischen den Ventilkugeln angeordneten Koppel-Stößel gelagert und über einen Hebel vom Elektromagneten betätigbar ist. Durch Anziehen des Elektro magneten wird der Steuerstößel in das Ventilgehäuse geschoben, wodurch das erste Sitzventil geschlossen und über den Koppel- Stößel das zweite Sitzventil geöffnet wird. Bei Abschalten des Elektromagneten werden die beiden Sitzventile durch Feder kraft wieder in die Ausgangsstellung verlagert. Zur Unter stützung des Schaltvorgangs beim Öffnen des Sitzventils zwi schen Druckleitungsanschluß und Arbeitsanschluß ist ein Hilfs kolben vorgesehen, der über einen zusätzlichen Kanal mit der Druckleitung verbunden ist. Pilot valves are open for the application mentioned the market, which are designed as seat valves and with small NEN switching forces and switching paths can be actuated. A be known valve of this type, type V-12 714 from Dr. H. Tiefenbach GmbH & Co. in Essen, has two ball seat valves on, each a pressurized line with an Ar beitsanschluß or the work connection with a return connect or block the device. The two ball seat valves are arranged opposite in the closing direction, the Seal seats in the two faces of the common valve body are arranged. Inside the valve body is a axially displaceable tappet which supports the two valves balls so coupled with each other that always a Seat valve is open when the other is closed and vice versa. A is used to actuate the pilot valve Control tappet, which is coaxial to that between the valve balls arranged coupling plunger mounted and a lever from Electromagnet is actuated. By tightening the electro the control tappet is pushed into the valve housing, whereby the first seat valve is closed and over the coupling The second poppet valve is opened. When switching off of the electromagnet, the two seat valves are spring force shifted back to the starting position. To the sub support of the switching process when opening the seat valve between pressure line connection and work connection is an auxiliary piston provided, which via an additional channel with the Pressure line is connected.
Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist, daß sie fertigungstechnisch sehr aufwendig und somit auch teuer ist, da wegen der erforderlichen kurzen Schaltwege eine höchst präzise Längenfixierung zwischen den beiden Dichtsitzen gegeben sein muß, damit die Dichtkugeln bei ebenfalls exakt einzuhaltender Länge des Koppel-Stößels schon bei kurzen Schaltwegen öffnen bzw. schließen. Dies erfordert eine exakte Anpassung von Ventilkörper, Kugeln und Koppel-Stößel aufein ander, wobei zur Einhaltung der erforderlichen Toleranzen nur metallische Dichtsätze zum Einsatz kommen, die exakt ein geschliffen werden müssen. Kunststoffdichtsitze können nicht eingesetzt werden. Zudem muß bei Beschädigung oder Verschleiß eines Sitzventils die gesamte Einheit,bestehend aus Ventil körper, Koppel-Stößel und den eingeschliffenen Dichtkörpern ausgetauscht werden, da aufgrund der geringen Toleranzen ein exaktes Paaren der Teile erforderlich ist.A disadvantage of this known embodiment is that they are technically very complex and therefore also expensive is because of the short switching distances required highly precise length fixation between the two sealing seats must be given so that the sealing balls are also exact the length of the coupling plunger must be observed even with short ones Open or close switching paths. This requires an exact Adjustment of valve body, balls and coupling tappet to each other other, taking into account the required tolerances only metallic gasket sets are used that exactly fit have to be sanded. Plastic sealing seats cannot be used. In addition, if damaged or worn a seat valve the entire unit, consisting of valve body, coupling plunger and the ground sealing bodies be replaced because of the small tolerances exact pairing of the parts is required.
Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Vorsteuer ventil ist, daß der über den Hilfskanal druckbeaufschlagte Öffnungskolben, in dem der Steuerstößel geführt ist, gegen über dem Steuerstößel und gegenüber dem Gehäuse abzudichten ist. Hierdurch entstehen, abgesehen von dem hohen fertigungs technischen Aufwand, Reibungskräfte zwischen Öffnungskolben und Gehäuse sowie zwischen Steuerstößel und Öffnungskolben, die zum einen die Schaltkräfte zum Betätigen des Ventils er höhen, zum anderen nicht konstant sind, so daß sich die Schalt kräfte im Laufe der Zeit ändern können, insbesondere, wenn die Dichtungen altern.Another disadvantage with the known input tax valve is that the pressurized via the auxiliary channel Opening piston in which the control plunger is guided against to seal over the control tappet and against the housing is. This creates, apart from the high manufacturing technical effort, frictional forces between opening pistons and housing as well as between the control tappet and the opening piston, on the one hand, the switching forces for operating the valve increase, on the other hand, are not constant, so that the switching forces may change over time, especially if the seals age.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Vor steuerventil derart auszubilden, daß es mit fertigungstech nisch vergleichsweise geringem Aufwand herstellbar und mit kleinen Schaltkräften und Schaltwegen sicher zu betätigen ist.Based on this state of the art Invention, the object of a generic before Control valve in such a way that it with manufacturing tech nisch comparatively little effort to produce and with small switching forces and switching paths to operate safely is.
Diese Aufgabe wird bei einem Vorsteuerventil gemäß Oberbegriff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is according to a pilot valve General term with the characterizing features of the claim 1 solved.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird die fertigungstechnisch aufwendige Längenanpassung zwischen den Dichtsitzen, den Dichtkörpern und dem Koppel-Stößel vermie den, da der Abstand der Dichtsitze zueinander verstellbar ist, so daß das Ventil nach der Montage auf die vorhandenen Bauteilgrößen eingestellt werden kann. Dabei ist es möglich, jeweils nur einen Dichtsitz relativ zum anderen Dichtsitz oder ggf. auch beide Dichtsitze gemeinsam zu verstellen. Das Einstellen des exakten Arbeitspunkts erfolgt bei der erfindungs gemäßen Ausbildung erst nach dem Zusammenbau, wodurch die Schaltwege minimiert und die Schaltkräfte nahezu völlig kon stant gehalten werden können. Zudem können erheblich billigere Kunststoffdichtsitze Verwendung finden, da das Ventil nach etwaigen Setzvorgängen nachgestellt werden kann. Bei Defekt oder Verschleiß eines Einzelteils kann dieses gesondert ausge tauscht werden, ohne daß eine Paarung von Teilen oder der gleichen erforderlich ist, da Fertigungstoleranzen durch entsprechendes Verstellen eines Dichtsitzes ausgeglichen werden. Desweiteren kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Vor steuerventils auf einen Hilfskanal zur Unterstützung an einem Hilfskolben und auf einen solchen Hilfskolben verzichtet werden, wodurch die Herstellung des Ventils erheblich vereinfacht und somit verbilligt wird und die vorgenannten Nachteile der Reibungsverluste an den Dichtungen entfallen. The training according to the invention production-related length adjustment between the Seal seats, the sealing bodies and the coupling plunger missing because the distance between the sealing seats is adjustable is so that the valve after assembly on the existing Component sizes can be adjusted. It is possible only one sealing seat each relative to the other sealing seat or, if necessary, to adjust both sealing seats together. The Setting the exact working point is done with the fiction appropriate training only after assembly, whereby the Switching distances minimized and the switching forces almost completely con can be kept constant. They can also be significantly cheaper Plastic sealing seats are used, since the valve after any setting operations can be adjusted. In the event of a defect or wear of an individual part can this separately be exchanged without a pairing of parts or the same is necessary because of manufacturing tolerances appropriate adjustment of a sealing seat can be compensated. Furthermore, in the inventive design of the front control valve on an auxiliary channel to support one Auxiliary pistons and such an auxiliary piston are dispensed with, which significantly simplifies the manufacture of the valve and is thus cheaper and the aforementioned disadvantages of Frictional losses on the seals are eliminated.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfin dung wird nach Anspruch 2 dadurch erreicht, daß der Dichtsitz eines Sitzventils verschiebbar innerhalb des Gehäuses gela gert ist. Hierdurch ist eine präzise, stufenlose Verstell barkeit des Dichtsitzes gewährleistet.A particularly advantageous training of the Erfin manure is achieved according to claim 2 in that the sealing seat a seat valve slidable within the housing gela device. This is a precise, stepless adjustment guaranteed availability of the sealing seat.
Besonders bewährt hat sich eine Ausführung gemäß Anspruch 3, bei der die Verstellbarkeit des Dichtsitzes über eine Stellschraube erfolgt, in der der Steuerstößel geführt ist. Diese Ausbildung ermöglicht eine präzise Einstellung des Abstands zwischen den beiden Dichtsitzen ohne Spezialwerk zeug und gestattet zugleich eine einfache Montage. Die Stell schraube ist einfach herzustellen, da ein gewisser Längenaus gleich durch das Gewinde gegeben ist. Die Abdichtung gegenüber Koppel-Stößel und Gehäuse ist problemlos.A design according to has proven particularly useful Claim 3, in which the adjustability of the sealing seat over there is an adjustment screw in which the control tappet is guided is. This training enables precise adjustment the distance between the two sealing seats without a special mechanism witness and allows easy assembly at the same time. The Stell screw is easy to manufacture because of a certain length is given by the thread. The seal opposite Coupling plunger and housing is easy.
Vorteilhaft sind die Ventilkörper beider Sitzven tile nach Anspruch 4 zylindrisch ausgebildet, wodurch Abdich tung, Einbau und Herstellung vereinfacht werden. Besonders kostengünstig in der Herstellung und hinsichtlich der Lager haltung ist es, wenn die Ventilkörper beider Sitzventile den gleichen Durchmesser aufweisen, da dann gleiche Ventilkörper verwendet werden können.The valve bodies of both seats are advantageous Tile according to claim 4 cylindrical, whereby Abdich tion, installation and manufacture can be simplified. Especially inexpensive to manufacture and in terms of bearings It is attitude when the valve body of both seat valves have the same diameter, since then the same valve body can be used.
Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 6 wird auf ein fache Weise eine Fixierung des feststehenden Sitzventils er reicht, zudem ist der Einsatz zwei gleich großer Ventilkörper möglich, ohne lange Passbohrungen zu erfordern, die bei der Montage zu Schwierigkeiten führen können. Neben der einfachen Montage bietet die Hülse, insbesondere bei der Demontage, den Vorteil, daß das innenliegende Sitzventil schnell zugäng lich ist, ohne daß die innerhalb der Hülse befindlichen Bau teile ausgebaut werden müssen. By training according to claim 6 is on times a fixation of the fixed seat valve he is sufficient, in addition, the use of two valve bodies of the same size possible without requiring long fitting bores, which at the Assembly can lead to difficulties. In addition to the simple The sleeve offers assembly, especially when disassembling the advantage that the internal seat valve is quickly accessible is Lich without the construction located within the sleeve parts need to be removed.
Um auf einfache und wirksame Weise eine sichere An lage des verstellbaren Ventilkörpers an der Stellschraube zu gewährleisten, ist nach einer weiteren Ausbildung der Er findung (Anspruch 6) eine Druckfeder, insbesondere in Form einer Schraubenfeder, zwischen den beiden Ventilkörpern vor gesehen, die an ihrer Außenseite durch die Hülse und in vor teilhafter Weiterbildung der Erfindung an ihrer Innenseite durch eine Führung geführt ist, in deren Mittelbohrung der Koppel-Stößel zwischen den Dichtkörpern geführt ist (An sprüche 7 und 8). Diese zusätzliche Führung sorgt für eine sichere Zentrierung des Koppel-Stößels und gewährleistet zu gleich, daß der Federdruck gleichmäßig auf den verschiebbaren Ventilkörper übertragen wird, ohne daß dieser verkantet. Die Bohrung innerhalb der Führung dient ausschließlich der Stößel führung. Für den Durchgang des Fluids ist eine zusätzliche Bohrung in der Führung vorgesehen. Eine solch präzise Führung kann durch die Bohrungen in den Ventilkörpern nicht erfolgen, da zwischen Bohrung und Koppel-Stößel ein Ringkanal für das durchströmende Fluid verbleiben muß. Die erfindungsgemäße Führung verringert die Schaltwegtoleranzen zusätzlich, da der Koppel-Stößel immer exakt in seiner zentrischen Lage zwi schen den Dichtkörpern geführt ist.In order to ensure a simple and effective way to secure the position of the adjustable valve body on the adjusting screw, according to a further embodiment of the invention (claim 6), a compression spring, in particular in the form of a coil spring, is seen between the two valve bodies in front of them Outside through the sleeve and in geous development of the invention is guided on its inside by a guide, in the central bore of the coupling plunger is guided between the sealing bodies (claims 7 and 8 ). This additional guide ensures a secure centering of the coupling plunger and at the same time ensures that the spring pressure is transmitted evenly to the displaceable valve body without it tilting. The bore inside the guide is used exclusively for the tappet guide. An additional hole is provided in the guide for the passage of the fluid. Such precise guidance cannot take place through the bores in the valve bodies, since an annular channel for the fluid flowing through must remain between the bore and the coupling tappet. The guide according to the invention additionally reduces the switching path tolerances, since the coupling plunger is always guided exactly in its central position between the sealing bodies.
Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 können die Herstellungskosten weiter ge senkt werden, da Kunststoffdichtsitze erheblich billiger als eingeschliffene Metallsitze bekannter Art sind. Zwar können bei Kunststoffdichtsitzen Setzvorgänge im Dichtsitz auftreten, was bei der erfindungsgemäßen Ausbildung aber auf einfache Weise durch Verstellen eines Dichtsitzes ausgeglichen werden kann. Demgegenüber stehen die erheblichen Vorteile, wie bei spielsweise geringere Material- und Bearbeitungskosten, Selbstanpassung der Dichtsitze und bessere Schwingungs dämpfung.Through an advantageous development of the invention According to claim 9, the manufacturing costs can further ge be lowered because plastic sealing seats are considerably cheaper than ground metal seats are of a known type. You can with plastic sealing seats, setting processes occur in the sealing seat, what in the training according to the invention on simple Be balanced by adjusting a sealing seat can. This contrasts with the considerable advantages, as with for example lower material and processing costs, Self-adjustment of the sealing seats and better vibration damping.
Nach einer weiteren Ausbildung gemäß der Erfindung (Anspruch 10) sind die innerhalb des Ventilgehäuses angeord neten Bauteile, abgesehen von den Kanalbohrungen zu den An schlüssen, rotationssymmetrisch in bezug auf die Längsachse des Ventils ausgebildet, wodurch die spanende Bearbeitung und die Nachbearbeitung der Bauteile erheblich verbilligt wird. Im übrigen ist eine einfache Montage bzw. Demontage möglich.After further training according to the invention (Claim 10) are arranged inside the valve housing Neten components, apart from the channel holes to the An conclusions, rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the valve is formed, thereby machining and the post-processing of the components is considerably cheaper becomes. Otherwise, it is easy to assemble or disassemble possible.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels näher beschrieben.The invention is based on an Ausfüh Example described in more detail.
Die Figur zeigt einen Längsschnitt eines Vor steuerventils.The figure shows a longitudinal section of a front control valve.
Das Vorsteuerventil ist ein 3/2-Wegeventil in Sitz ausführung und weist ein Gehäuse 1 mit einer Eintrittsöffnung 2, einer Anschlußöffnung 3 und einer Austrittsöffnung 4 auf, wobei die Eintrittsöffnung 2 zum Anschluß an eine druckfüh rende Leitung, beispielsweise von einer Pumpe P, die An schlußöffnung 3 zur Verbindung mit einem Verbraucher A und dieAustrittsöffnung 4 zum Anschluß an eine Rücklaufleitung, beispielsweise zu einem Tank T vorgesehen ist. Das Vorsteuer ventil verbindet Eintrittsöffnung 2 (Anschluß P) mit Anschluß öffnung 3 (Anschluß A) und sperrt die Verbindung zwischen Anschlußöffnung 3 und Austrittsöffnung 4 (Anschluß T) oder umgekehrt. The pilot valve is a 3/2-way valve in the seat design and has a housing 1 with an inlet opening 2 , a connection opening 3 and an outlet opening 4 , the inlet opening 2 for connection to a pressure-carrying line, for example from a pump P , the At the connection opening 3 for connection to a consumer A and the outlet opening 4 for connection to a return line, for example to a tank T , is provided. The pilot valve connects inlet opening 2 (connection P ) with connection opening 3 (connection A ) and blocks the connection between connection opening 3 and outlet opening 4 (connection T ) or vice versa.
Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein erstes Sitzventil 5, das die Anschlüsse P und A miteinander verbindet bzw. absperrt und ein zweites Sitzventil 6 angeordnet, das die Anschlüsse A und T verbindet bzw. absperrt. Die beiden Sitzventile 5 und 6 sind in dieser Ausführung als Kugelsitzventile ausge bildet und weisen je einen zylindrischen Ventilkörper 7, 7′ mit einem zentrisch an einer Stirnseite angeordneten Dicht sitz 8, 8′ auf. Zum dichten Verschluß der Dichtsitze 8, 8′ ist jeweils ein Dichtkörper 9, 9′, in dieser Ausführung in Form einer Kugel vorgesehen, der in Richtung auf den zugehö rigen Dichtsitz 8, 8′ und umgekehrt beweglich innerhalb des Gehäuses 1 gelagert ist. Jeder Ventilkörper 7, 7′ weist eine fluchtend zu seinem Dichtsitz 8, 8′ angeordnete Durchgangs bohrung 10 auf, die bei geöffnetem Ventil 5, 6 einen Durch gangskanal für das Fluid bildet. Die Bohrungen 10, Dichtkorper 9, 9′, Dichtsitze 8, 8′ und Ventilkörper 7, 7′ sind rotations symmetrisch zur Längsmittellinie 11 des Ventils ausgebildet und angeordnet. Die Ausbildung der Sitzventile 5 und 6, ins besondere die Ausbildung von Ventilkörper 7, 7′ und Ventilsitz 8, 8′, ist gleich und wie bei Kugelsitzventilen dieser Art - z. B. Arbeitsdruck 400 bar, Arbeitsfluid HFA-Flüssigkeit - üblich und ist deshalb nicht näher beschrieben.Arranged within the housing 1 is a first seat valve 5 , which connects or shuts off the connections P and A , and a second seat valve 6 , which connects or shuts off the connections A and T. The two seat valves 5 and 6 are formed out in this embodiment as ball seat valves and each have a cylindrical valve body 7 , 7 'with a sealing seat 8 , 8 ' arranged centrally on one end face. For tight closure of the sealing seats 8 , 8 ', a sealing body 9 , 9 ', in this embodiment in the form of a ball is provided, which is movably mounted in the direction of the associated sealing seat 8 , 8 'and vice versa within the housing 1 . Each valve body 7 , 7 'has an aligned to its sealing seat 8 , 8 ' arranged through hole 10 which forms a through channel for the fluid when the valve 5 , 6 is open. The bores 10 , sealing body 9 , 9 ', sealing seats 8 , 8 ' and valve body 7 , 7 'are rotationally symmetrical to the longitudinal center line 11 of the valve and arranged. The formation of the seat valves 5 and 6 , in particular the formation of valve body 7 , 7 'and valve seat 8 , 8 ', is the same and as with ball seat valves of this type - for. B. working pressure 400 bar, working fluid HFA liquid - common and is therefore not described in detail.
Wie die Figur deutlich zeigt, sind die Sitzventile 5 und 6 in Schließrichtung gegenüberliegend angeordnet und durch einen axial verschiebbar gelagerten Stößel 12 mitein ander bewegungsgekoppelt. Der Koppel-Stößel 12 ist in dieser Ausführung ein zylindrischer Stift, der in den Bohrungen 10 derart mit Abstand geführt ist, daß ein freier Durchgang des Fluids zwischen Koppel-Stößel 12 und Bohrung 10 gewährleistet ist. Der Koppel-Stößel 12 hat eine Länge, die etwa dem Abstand der nach außen weisenden Stirnseiten der Ventilkörper 7, 7′ der beiden Sitzventile 5 und 6 in Betriebslage entspricht. Geführt ist der Koppel-Stößel 12 durch eine Führung 13, die im Bereich zwischen den Ventilkörpern 7, 7′ zentrisch in bezug auf die Längsmittellinie 11 im Gehäuse 1 angeordnet ist. Die Führung 13 besteht im wesentlichen aus einem Ring 14 mit gleichem Außendurchmesser wie die Ventilkörper 7, 7′ und einem sich in Richtung auf das erste Sitzventil 5 daran anschlie ßenden zylindrischen Körper 15 mit kleinerem Außendurchmesser und mit einer Durchgangsbohrung zur Führung des Koppel-Stößels 12. Die Führung 13 liegt mit ihrer zum zweiten Sitzventil 6 weisenden Stirnseite am Ventilkörper 7′ dieses Ventils 6 an, wobei an der rückwärtigen Stirnseite des Rings 14 eine koaxial zum Koppel-Stößel 12 und zum zylindrischen Körper 15 angeordnete Druckfeder in Form einer Schraubenfeder 16 anliegt, deren anderes Ende am Ventilkörper 7 des ersten Sitz ventils 5 abgestützt ist. Die Schraubenfeder 16 ist in dieser Ausführung vorgespannt und etwa auf halber Länge durch die Außenseite des zylindrischen Körpers 15 geführt. Die Führung 13 weist eine hier schräg zwischen Ring 14 und zylindrischem Körper 15 verlaufende Bohrung 17 auf, die zum Durchlaß des Fluids zwischen Anschluß A und dem zweiten Sitzventil 6 dient.As the figure clearly shows, the seat valves 5 and 6 are arranged opposite one another in the closing direction and are coupled to one another by an axially displaceably mounted tappet 12 . The coupling plunger 12 is a cylindrical pin in this embodiment, which is guided in the bores 10 at a distance such that a free passage of the fluid between the coupling plunger 12 and the bore 10 is ensured. The coupling plunger 12 has a length which corresponds approximately to the distance between the outwardly facing end faces of the valve bodies 7 , 7 'of the two seat valves 5 and 6 in the operating position. The coupling plunger 12 is guided by a guide 13 which is arranged in the area between the valve bodies 7 , 7 'centrally in relation to the longitudinal center line 11 in the housing 1 . The guide 13 consists essentially of a ring 14 with the same outer diameter as the valve body 7 , 7 'and in the direction of the first seat valve 5 adjoining it cylindrical body 15 with a smaller outer diameter and with a through hole for guiding the coupling plunger 12th . The guide 13 rests with its end facing the second seat valve 6 on the valve body 7 'of this valve 6 , with a compression spring in the form of a helical spring 16 arranged coaxially with the coupling plunger 12 and the cylindrical body 15 resting on the rear end face of the ring 14 , whose other end is supported on the valve body 7 of the first seat valve 5 . In this embodiment, the helical spring 16 is prestressed and guided approximately halfway through the outside of the cylindrical body 15 . The guide 13 has a bore 17 which extends obliquely between the ring 14 and the cylindrical body 15 and serves for the passage of the fluid between the connection A and the second seat valve 6 .
Während der Ventilkörper 7 des ersten Sitzventils 5 direkt in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 ange ordnet ist und am Boden dieses Bohrungsabschnitts anliegt, sind die Führung 13 und der Ventilkörper 7′ des zweiten Sitz ventils 6 innerhalb einer Hülse 18 geführt, die in dem Gehäu se 1 mittels eines Außengewindes schraubbefestigt ist. Die Hülse 18 ist stufenweise zu ihrem vorderen Ende hin verjüngt und fixiert den Ventilkörper 7 des ersten Sitzventils 5 zwi schen ihrer Stirnseite und dem Gehäuseboden. Im Bereich der Schraubenfeder 16 bildet die Innenwandung der Hülse 18 eine Führung für die Feder 16. Etwa im Mittelbereich zwischen den beiden Sitzventilen 5 und 6 ist die Hülse 18 stufenförmig aufgeweitet und bildet mit ihrer Innenwandung eine Gleitbahn für Führung 13 und Ventilkörper 7′ des zweiten Sitzventils 6, die verschiebbar innerhalb der Hülse 18 gelagert sind. Im Bereich hinter dem zweiten Sitzventil 6 ist die Hülse 18 in einer weiteren Stufe aufgeweitet und mit einem Innengewinde 19 versehen. Dieses Gewinde 19 nimmt eine Stellschraube 20 auf, die mit ihrer zum Gehäuseinneren weisenden Stirnseite an der Außenseite des Ventilkörpers 7′ des zweiten Sitzven tils 6 anliegt. Diese Stirnseite der Stellschraube 20 bildet einen Axialanschlag für die in Richtung auf die Stellschraube 20 federkraftbelastete Führung 13 und somit den Ventilkörper 7′ des zweiten Sitzventils 6. Zentrisch innerhalb der Stell schraube 20 ist ein in dieser Ausführung zylindrischer Steuer stößel 21 geführt, dessen eine Seite an dem Dichtkörper 9′ des zweiten Sitzventils 6 anliegt und dessen andere Stirn seite aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und an einem einstell baren Bolzen 22 anliegt, der an einem Hebel 23 befestigt ist. Der Hebel 23 ist mittels eines Zapfens gehäuse- oder maschinen seitig angelenkt und übersetzt die von einem nicht näher dar gestellten Elektromagneten oder ähnlichen Betätigungsorgan ausgeübte Stellkraft F zur Betätigung des Vorsteuerventils.While the valve body 7 of the first seat valve 5 is arranged directly in a cylindrical bore of the housing 1 and abuts the bottom of this bore section, the guide 13 and the valve body 7 'of the second seat valve 6 are guided within a sleeve 18 , which in the housing se 1 is screw-fastened by means of an external thread. The sleeve 18 is tapered gradually to its front end and fixes the valve body 7 of the first seat valve 5 between its end and the housing bottom. In the area of the coil spring 16 , the inner wall of the sleeve 18 forms a guide for the spring 16 . Approximately in the middle area between the two seat valves 5 and 6 , the sleeve 18 is widened in a step-like manner and forms with its inner wall a slideway for the guide 13 and valve body 7 'of the second seat valve 6 , which are slidably mounted within the sleeve 18 . In the area behind the second seat valve 6 , the sleeve 18 is expanded in a further stage and provided with an internal thread 19 . This thread 19 receives an adjusting screw 20 which, with its end facing the interior of the housing, bears against the outside of the valve body 7 'of the second Sitzven valve 6 . This end face of the adjusting screw 20 forms an axial stop for the spring-loaded guide 13 in the direction of the adjusting screw 20 and thus the valve body 7 'of the second seat valve 6 . Centrally within the adjusting screw 20 , a cylindrical control plunger 21 is guided in this embodiment, one side of which rests on the sealing body 9 'of the second seat valve 6 and the other end of which is guided out of the housing 1 and bears against an adjustable bolt 22 which is attached to a lever 23 . The lever 23 is articulated on the housing or machine side by means of a pin and translates the actuating force F exerted by an electromagnet or similar actuating element (not shown in more detail) for actuating the pilot valve.
Durch Betätigung des Elektromagneten wird der Hebel 23 in Richtung F kraftbeaufschlagt, wodurch der Steuerstößel 21 in Richtung auf das Sitzventil 6 bewegt wird bis der Dicht körper 9′ dieses Ventils 6 am zugehörigen Dichtsitz 8′ zur Anlage kommt und das Ventil 6 schließt. Durch den zwischen den Dichtkörpern 9, 9′ der beiden Sitzventile 5 und 6 ange ordneten Koppel-Stößel 12 wird gleichzeitig mit Schließen des zweiten Sitzventils 6 das erste Sitzventil 5 geöffnet. In dieser Stellung ist die Eintrittsöffnung 2 über das erste Sitzventil 5 mit der Anschlußöffnung 3 verbunden, während die Austrittsöffnung 4 durch das zweite Sitzventil 6 in Bezug auf die Anschlußöffnung 3 abgesperrt ist. Nach Ausschalten des Elektromagneten fällt die Kraft F ab, wonach das Vor steuerventil in die dargestellte Ausgangsstellung zurückge führt wird, in der das erste Sitzventil 5 geschlossen und das zweite Sitzventil 6 geöffnet ist. Die Rückführung in die dargestellte Stellung erfolgt selbsttätig durch eine Feder 24, die in einer Sacklochbohrung hinter dem Dichtkörper 9 des ersten Sitzventils 5 im Gehäuse 1 angeordnet ist. Durch diese vorgespannte Feder 24 ist der Dichtkörper 9 des ersten Sitz ventils 5 und über den Koppel-Stößel 12 der Dichtkörper 9′ des zweiten Sitzventils 6 sowie der daran anliegende Steuer stößel 21 gegen die Kraftrichtung F kraftbeaufschlagt, wo durch eine selbsttätige Rückführung in die dargestellte Aus gangsstellung bei Abfallen der Kraft F erfolgt. Je nach An forderung kann das Steuerventil auch so ausgebildet sein, daß es in der jeweiligen Schaltposition verharrt, bis es um gesteuert wird.By actuating the electromagnet, the lever 23 is acted upon in the direction F , whereby the control tappet 21 is moved in the direction of the seat valve 6 until the sealing body 9 'of this valve 6 comes to rest on the associated sealing seat 8 ' and the valve 6 closes. Through the between the sealing bodies 9 , 9 'of the two seat valves 5 and 6 arranged coupling tappet 12 , the first seat valve 5 is opened simultaneously with the closing of the second seat valve 6 . In this position, the inlet opening 2 is connected to the connection opening 3 via the first seat valve 5 , while the outlet opening 4 is blocked off by the second seat valve 6 with respect to the connection opening 3 . After switching off the electromagnet, the force F drops, after which the control valve is guided back to the starting position shown, in which the first seat valve 5 is closed and the second seat valve 6 is open. The return to the position shown takes place automatically by a spring 24 , which is arranged in a blind hole behind the sealing body 9 of the first seat valve 5 in the housing 1 . By this preloaded spring 24 , the sealing body 9 of the first seat valve 5 and via the coupling plunger 12 of the sealing body 9 'of the second seat valve 6 and the adjoining control plunger 21 against the direction of force F , where by an automatic return to the illustrated From the starting position when the force F drops. Depending on the requirement, the control valve can also be designed so that it remains in the respective switching position until it is controlled.
Zur Verdeutlichung wird nachfolgend die Fluidführung innerhalb des Ventils beschrieben: Bei geöffnetem ersten Sitzventil 7 gelangt das Fluid, beispielsweise HFA-Flüssig keit mit einem Druck von 400 bar, in die Eintrittsöffnung 2 des Gehäuses, wo es durch einen radial zur Längsmittellinie 11 angeordneten Kanal 25 bis zur Sacklochbohrung für die Fe der 24 geleitet wird. Von dort strömt das Fluid durch das geöffnete Sitzventil 5 durch den Ringspalt, der durch die Durchgangsbohrung 10 im Ventilkörper 7 und dem darin liegen den Koppel-Stößel 12 gebildet ist. Nach Austritt aus der Durch gangsbohrung 10 gelangt es in einen Innenraum, der kopfseitig durch den Ventilkörper 7 des ersten Sitzventils und die Führung 13 und über den Umfang durch die Innenwand der Hülse 18 begrenzt ist. Eine Öffnung 26 in der Hülse 18 verbindet diesen Raum mit einem die Gehäusewand durchsetzenden Kanal 27, an dessen Ende sich die Anschlußöffnung 3 befindet, und der zum Anschluß an einen Verbraucher A vorgesehen ist. Bei dieser Stellung des Ventils ist die Verbindung zur Austritts öffnung 4 gesperrt. Durch Abfallen der Kraft F wird das Vor steuerventil umgeschaltet und nimmt die in der Zeichnung dar gestellte Stellung ein, wobei das Medium durch die Anschluß öffnung 3, den Kanal 27 und die Öffnung 26 in der Hülse 18 in den Raum zwischen den beiden Ventilkörpern 7, 7′ gelangt. Von diesem Raum aus gelangt es über die bereits beschriebene Bohrung 17 in der Führung 13 zum Ringkanal zwischen Ventil körper 7′ und Koppel-Stößel 12 des zweiten Sitzventils 6. Nach Durchströmen dieses Sitzventils 6 strömt das Fluid durch eine Querbohrung 28 in der Stellschraube 20 in einen ersten Ringraum und von dort über eine Querbohrung 29 in der Hülse 18 in einen zweiten Ringraum, an den ein Kanal 30 anschließt, an dessen Ende sich die Austrittsöffnung 4 befindet, die beispielsweise mit einem Tank T als Rücklaufleitung ver bunden ist.The fluid flow within the valve is described below for clarification: When the first seat valve 7 is open, the fluid, for example HFA liquid at a pressure of 400 bar, reaches the inlet opening 2 of the housing, where it passes through a channel 25 arranged radially to the longitudinal center line 11 to the blind hole for the Fe of the 24 is passed. From there, the fluid flows through the open seat valve 5 through the annular gap which is formed by the through bore 10 in the valve body 7 and the coupling tappet 12 located therein. After exiting the through-bore 10 , it enters an interior which is limited on the head side by the valve body 7 of the first seat valve and the guide 13 and over the circumference by the inner wall of the sleeve 18 . An opening 26 in the sleeve 18 connects this space with a channel 27 passing through the housing wall, at the end of which there is the connection opening 3 and which is provided for connection to a consumer A. In this position of the valve, the connection to the outlet opening 4 is blocked. By dropping the force F , the control valve is switched over and takes the position shown in the drawing, the medium through the connection opening 3 , the channel 27 and the opening 26 in the sleeve 18 in the space between the two valve bodies 7 , 7 'arrives. From this space it passes through the already described bore 17 in the guide 13 to the annular channel between the valve body 7 'and coupling tappet 12 of the second seat valve 6 . After flowing through this seat valve 6 , the fluid flows through a transverse bore 28 in the set screw 20 into a first annular space and from there via a transverse bore 29 in the sleeve 18 into a second annular space, to which a channel 30 connects, at the end of which the outlet opening 4 is located, for example, with a tank T as a return line a related party.
Wie aus dem zuvor Beschriebenen ersichtlich, ist zur Fertigung des Gehäuses lediglich eine stufenförmig aus gebildete Sacklochbohrung mit entsprechenden Querkanälen 25, 27 und 30 erforderlich, die fertigungstechnisch große Tole ranzen erlauben, da sie jeweils in einem Ringraum bzw. in der unteren Sacklochbohrung enden. Die vom Gehäuse 1 aufge nommenen Bauteile sind mit Ausnahme der Bohrungen 17, 26, 28 und 29 rotationssymmetrisch in bezug auf die Längsmittel linie 11 ausgebildet und angeordnet, und weisen mit Ausnahme der erforderlichen Passungen bezüglich axialer Längenabwei chungen und Größe der Bohrungen 26, 28 und 29 weite Toleranzen auf. Zur Abdichtung der einzelnen Bauteile untereinander sind in dieser Ausführung sechs Dichtungen in Form von O-Ringen vorgesehen, die in bekannter Weise in entsprechenden Nuten oder Ringräumen angeordnet sind. Eine solche Dichtung ist jeweils vorgesehen zwischen Gehäusewand bzw. Hülse 18 und dem Außenumfang der Ventilkörper 7, 7′, zwischen dem Außenum fang der Hülse 18 und dem Gehäuse 1, und zwar im mittleren Bereich der Hülse 18 zwischen Öffnung 26 und Bohrung 29, im äußeren Bereich zwischen Bohrung 29 und dem äußeren Ende der Hülse 18. Weiterhin ist eine Dichtung zwischen dem Außenum fang der Stellschraube 20 und dem Innenumfang der Hülse 18 vorgesehen. Diese Dichtung ist in Richtung F gesehen hinter dem Gewinde 19 der Stellschraube 20 angeordnet. Zur Abdichtung des Steuerstößels 21 gegenüber der Stellschraube 20 ist eine weitere Dichtung vorgesehen, die in einer Nut der Innenwand der Stellschraube 20 angeordnet ist.As can be seen from what has been described above, all that is required to manufacture the housing is a step-shaped blind hole with corresponding transverse channels 25 , 27 and 30 , which allow large tolerances in terms of production technology, since they each end in an annular space or in the lower blind hole. The components taken up from the housing 1 , with the exception of the bores 17 , 26 , 28 and 29, are formed and arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the longitudinal center line 11 and, with the exception of the necessary fits with regard to axial length deviations and size of the bores 26 , 28 and 29 wide tolerances. To seal the individual components from one another, six seals in the form of O-rings are provided in this embodiment, which are arranged in a known manner in corresponding grooves or annular spaces. Such a seal is provided between the housing wall or sleeve 18 and the outer periphery of the valve body 7 , 7 ', between the outer circumference of the sleeve 18 and the housing 1 , in the central region of the sleeve 18 between the opening 26 and the bore 29, in outer region between the bore 29 and the outer end of the sleeve 18th Furthermore, a seal between the outer circumference of the adjusting screw 20 and the inner circumference of the sleeve 18 is provided. This seal is arranged in the direction F , behind the thread 19 of the set screw 20 . To seal the control plunger 21 from the adjusting screw 20 , a further seal is provided, which is arranged in a groove in the inner wall of the adjusting screw 20 .
Nachdem das vorbeschriebene Vorsteuerventil montiert ist, muß der Abstand der beiden Dichtsitze 8, 8′ zueinander exakt entsprechend der Länge des Koppel-Stößels 12 einge stellt werden, um den Weg des Steuerstößels 21 und somit des Elektromagneten zur Betätigung des Ventils aus den einleitend genannten Gründen so klein wie möglich zu halten. Dies kann auf einfache Weise von der Außenseite des Gehäuses 1 her durch Drehen der Stellschraube 20 erfolgen, wodurch der Ven tilkörper 7′ des zweiten Sitzventils 6 und somit auch der darin angeordnete Dichtsitz 8′ in Richtung der Längsmittel linie 11 auf das erste Sitzventil 5 zu bzw. weg bewegt wird. Beim Eindrehen der Stellschraube 20 wird der Ventilkörper 7′ des zweiten Sitzventils 6 und die daran anliegende Füh rung 13 gegen Federkraft in Richtung auf das erste Sitzventil 5 hin bewegt, wohingegen beim Lösen der Stellschraube 20 die Bewegung von Führung 13 und Ventilkörper 7′ in Gegenrichtung aufgrund der Federkraft der Feder 16 erfolgt. Da die Stell schraube 20 auch in eingebautem Zustand des Vorsteuerventils frei zugänglich ist, kann der Arbeitspunkt des Ventils mit geringem Aufwand exakt eingestellt werden. Auch ein Nachstellen des Ventils, das beispielsweise bei der Verwendung von Kunst stoffdichtsitzen nach einer gewissen Zahl von Schaltvorgängen erforderlich sein kann, kann jederzeit mit wenigen Handgriffen erfolgen.After the above-described pilot valve is mounted, the distance between the two sealing seats 8 , 8 'must be set to each other exactly according to the length of the coupling plunger 12 to the path of the control plunger 21 and thus the electromagnet for actuating the valve for the reasons mentioned in the introduction to keep it as small as possible. This can be done in a simple manner from the outside of the housing 1 by turning the adjusting screw 20 , whereby the Ven tilkörper 7 'of the second seat valve 6 and thus also the sealing seat 8 ' arranged in the direction of the longitudinal center line 11 to the first seat valve 5 or is moved away. When turning the adjusting screw 20 , the valve body 7 'of the second seat valve 6 and the adjoining Füh tion 13 moves against spring force in the direction of the first seat valve 5 , whereas when loosening the adjusting screw 20, the movement of the guide 13 and valve body 7 ' in the opposite direction due to the spring force of the spring 16 . Since the adjusting screw 20 is freely accessible even when the pilot valve is installed, the operating point of the valve can be set precisely with little effort. Readjustment of the valve, which may be necessary after a certain number of switching operations, for example when using plastic sealing seats, can be carried out at any time with just a few simple steps.
Durch die Ausbildung des Vorsteuerventils wird ein zuverlässiges und genaues Arbeiten des Ventils sichergestellt, wobei gleichzeitig der fertigungstechnische Aufwand zur Her stellung des Ventils, insbesondere hinsichtlich der Ferti gungstoleranzen, erheblich verringert ist. Es können bei spielsweise ein Dichtkörper, ein Dichtsitz, ein Ventilkörper oder der Koppel-Stößel 12 einzeln ausgetauscht werden, ohne daß eine Anpassung der übrigen Bauteile erforderlich ist, da ein genaues Einstellen des Ventils, insbesondere des Ab stands zwischen den Dichtsitzen 8, 8′ entsprechend den Ab messungen der verwendeten Einzelbauteile von außen erfolgt. Durch die Ausbildung des Vorsteuerventils können Stellkraft und Stellweg minimiert werden, so daß die vom Elektromagneten zur Betätigung des Ventils aufbringbare Kraft mit hohem Wirkungsgrad genutzt werden kann. Die Reibkräfte, die beim Schalten des beschriebenen Vorsteuerventils auftreten, sind äußerst gering, da lediglich eine Dichtung zwischen Steuer stößel und Stellschraube in der Bewegungskette vorhanden ist. The design of the pilot valve ensures reliable and precise working of the valve, while at the same time the manufacturing outlay for the manufacture of the valve, in particular with regard to the manufacturing tolerances, is considerably reduced. For example, a sealing body, a sealing seat, a valve body or the coupling plunger 12 can be replaced individually without an adjustment of the other components being necessary, since an exact setting of the valve, in particular the distance between the sealing seats 8 , 8 ' according to the dimensions of the individual components used from the outside. The design of the pilot valve allows actuating force and actuating travel to be minimized, so that the force that can be applied by the electromagnet to actuate the valve can be used with high efficiency. The frictional forces that occur when switching the pilot valve described are extremely low, since only a seal between the control plunger and adjusting screw is present in the movement chain.
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Bezugszeichenaufstellung:
1 Gehäuse
2 Eintrittsöffnung
3 Anschlußöffnung
4 Austrittsöffnung
5 erstes Sitzventil
6 zweites Sitzventil
7 Ventilkörper
8 Dichtsitz
9 Dichtkörper
10 Bohrung
11 Längsmittellinie
12 Koppel-Stößel
13 Führung
14 Ring
15 zylindrischer Körper
16 Schraubenfeder
17 Bohrung
18 Hülse
19 Gewinde
20 Stellschraube
21 Steuerstößel
22 Bolzen
23 Hebel
24 Feder
25 Kanal
26 Öffnung
27 Kanal
28 Bohrung (Schraube)
29 Bohrung (Hülse)
30 Kanal 7′ Ventilkörper
8′ Dichtsitz v. 6
9′ DichtkörperReference symbols: 1 housing
2 entry opening
3 connection opening
4 outlet opening
5 first seat valve
6 second seat valve
7 valve body
8 sealing seat
9 sealing body
10 hole
11 longitudinal center line
12 coupling plungers
13 leadership
14 ring
15 cylindrical body
16 coil spring
17 hole
18 sleeve
19 threads
20 set screw
21 control tappets
22 bolts
23 levers
24 spring
25 channel
26 opening
27 channel
28 bore (screw)
29 bore (sleeve)
30 channel 7 ′ valve body
8 ′ sealing seat v. 6
9 ′ sealing body
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |