DE3620242C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Vorsteuerventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a pilot valve according to the preamble of 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 downstream Main control valves, for example, a hydraulic lifting cylinder or other hydraulic units can be operated.
Ventile dieser Art werden auch im untertägigen Bergbau eingesetzt. Als Arbeitsmedium dient dort meist HFA-Flüssigkeit (eine Öl-in-Wasser-Emulsion), die mit einem Arbeitsdruck von beispielsweise 400 bar am Eingangsanschluß des Ventils anliegt.Valves of this type are also used in underground mining. HFA liquid is usually used as the working medium (an oil-in-water emulsion) with a working pressure of, for example, 400 bar at the inlet connection of the valve is present.
An ein solches Ventil sind wegen des hohen Arbeitsdrucks, des besonderen Arbeitsmediums und der korrosionsfördernden Atmosphäre Untertage 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 möglichst geringe Baugröße aufweisen soll. Eine stärkere Auslegung 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 due to the high working pressure, the special working medium and the corrosion-promoting Atmosphere underground places high demands, in particular also with regard to the switching forces and switching paths to operate the valve. Such underground are designed the valves used are 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 also one should be as small as possible. A stronger one The design of the electromagnet is therefore in practice not possible. For switching such a pilot valve is therefore usually a predetermined product made of power times available path that must not be crossed.
Für den genannten Einsatz sind Vorsteuerventile auf dem Markt, die als Sitzventile ausgebildet sind und mit kleinen Schaltkräften und Schaltwegen betätigbar sind. Derartige Ventile sind beispielsweise aus dem DE-GM 83 05 147, der DE-OS 29 51 232, der DE-OS 29 15 280 oder der DE-OS 29 39 707 bekannt.Pilot valves are on the Market that are designed as seat valves and with small Switching forces and switching paths can be actuated. Such Valves are for example from DE-GM 83 05 147, the DE-OS 29 51 232, DE-OS 29 15 280 or DE-OS 29 39 707 known.
Das Ventil der DE-OS 29 39 707 weist zwei Kugelsitzventile auf, die jeweils eine druckführende Leitung mit einem Ar beitsanschluß bzw. den Arbeitsanschluß mit einer Rückführleitung verbinden bzw. sperren. Die beiden Kugelsitzventile sind in Schließrichtung einander zugewandt gegenüberliegend angeordnet, wobei die Dichtsitze in den beiden Stirnseiten des gemeinsamen Ventilkörpers angeordnet sind. Innerhalb des Ventilkörpers ist ein axial verschiebbarer Koppelstößel (Übertragungsstößel) gelagert, der die beiden Ventilkugeln derart miteinander verbindet, daß immer ein Sitzventil geöffnet ist, wenn das andere geschlossen ist und umgekehrt. Zur Betätigung des Vorsteuerventils dient ein Steuerstößel (Betätigungsstößel), der achsgleich zu dem zwischen den Ventilkugeln angeordneten Koppelstößel gelagert und über einen Handhebel betätigbar ist. Statt des Handhebels kann auch ein Elektromagnet verwendet werden (z. B. DE-OS 29 51 232). Durch Anziehen des Elektromagneten wird dann der Steuerstößel in das Ventilgehäuse geschoben, wodurch das erste Sitzventil (Hilfsventil) geschlossen und über den Koppelstößel das zweite Sitzventil (Hauptventil) geöffnet wird. Bei Abschalten des Elektromagneten werden die beiden Sitzventile durch Federkraft wieder in die Ausgangsstellung verlagert, sofern das Ventil mit Selbsthaltung arbeitet und in dieser Stellung arretiert (DE-OS 29 39 707). Zur Unterstützung des Schaltvorgangs beim Öffnen des Sitzventils zwischen Druckleitungsanschluß und Arbeitsanschluß ist ein Hilfskolben vorgesehen, der über einen zusätzlichen Kanal mit der Druckleitung verbunden ist.The valve of DE-OS 29 39 707 has two ball seat valves on, each a pressurized line with an Ar beitsanschluß or the work connection with a return line connect or block. The two ball seat valves are opposite each other in the closing direction arranged, the sealing seats in the two end faces of the common valve body are arranged. Within the valve body is an axially displaceable coupling tappet (Transfer plunger) mounted on the two valve balls connects in such a way that a seat valve is always open is when the other is closed and vice versa. A control tappet is used to actuate the pilot valve (Actuating plunger), which is coaxial to that between the Valve balls arranged coupling tappet mounted and over a hand lever can be actuated. Instead of the hand lever can an electromagnet can also be used (e.g. DE-OS 29 51 232). Then by tightening the electromagnet the control plunger is pushed into the valve housing, causing the first seat valve (auxiliary valve) closed and over the coupling plunger opened the second seat valve (main valve) becomes. When the electromagnet is switched off, the both seat valves back into the starting position by spring force if the valve is self-locking works and locked in this position (DE-OS 29 39 707). To support the switching process when opening of the seat valve between the pressure line connection and the working connection an auxiliary piston is provided which over a additional channel is connected to the pressure line.
Nachteilig bei den bekannten Ausführungen ist, daß sie fertigungstechnisch aufwendig und auch teuer sind. Wegen der erforderlichen kurzen Schaltwege muß eine höchst präzise Längenfixierung zwischen den beiden Dichtsitzen gegeben sein, damit die Dichtkugeln bei exakt einzuhaltender Länge des Koppelstößels schon bei kurzen Schaltwegen öffnen bzw. schließen. Dies erfordert eine exakte Anpassung von Ventilkörper, Kugeln und Koppelstößel aufeinander, wobei zur Einhaltung der erforderlichen Toleranzen nur metallische Dichtsätze zum Einsatz kommen, die exakt eingeschliffen werden müssen. Kunststoffdichtsitze können nicht eingesetzt werden. Zudem muß bei Beschädigung oder Verschleiß eines Sitzventils die gesamte Einheit, bestehend aus Ventilkörper, Koppelstößel und den eingeschliffenen Dichtkörpern, ausgetauscht werden, da aufgrund der geringen Toleranzen ein exaktes Paaren der Teile erforderlich ist.A disadvantage of the known designs is that they are production engineering are complex and also expensive. Because of the required short switching distances must be highly precise Length fixation between the two sealing seats be so that the sealing balls with exactly the same length open the coupling plunger even with short switching distances or shut down. This requires an exact adjustment of the valve body, Balls and coupling plungers on top of each other, being used for compliance the required tolerances only metallic sealing kits are used, which are ground in exactly have to. Plastic sealing seats cannot be used. In addition, if a seat valve is damaged or worn the entire unit, consisting of valve body, coupling tappet and the ground-in sealing bodies can be replaced, because due to the small tolerances, exact pairing of parts is required.
Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Vorsteuerventil ist, daß der über den Hilfskanal druckbeaufschlagte Öffnungskolben, der einstückig mit dem Steuerstößel ausgebildet ist, gegenüber dem Gehäuse abzudichten ist. Desweiteren ist auch der Steuerstößel gegenüber dem Gehäuse abzudichten, da am Öffnungskolben stets der volle Zuleitungsdruck anliegt. Hierdurch entstehen, abgesehen von dem hohen fertigungstechnischen Aufwand, Reibungskräfte an den Dichtungen zwischen Öffnungskolben und Gehäuse sowie zwischen Steuerstößel und Gehäuse, die zum einen die Schaltkräfte zum Betätigen des Ventils erhöhen, zum anderen nicht konstant sind, so daß sich die Schaltkräfte im Laufe der Zeit ändern können, insbesondere, wenn die Dichtungen altern.Another disadvantage of the known pilot valve is that the opening piston, which is pressurized via the auxiliary channel, which is integrally formed with the control tappet is to be sealed against the housing. Furthermore the control tappet must also be sealed off from the housing, since the full supply pressure is always present at the opening piston. This creates, apart from the high manufacturing technology Effort, frictional forces on the seals between Opening piston and housing as well as between control tappet and Housing, on the one hand, the switching forces for actuating the Increase valve, on the other hand, are not constant, so that The shifting forces can change over time, in particular, when the seals age.
Aus der DE-AS 11 57 865 und der DE-OS 25 05 639 sind Mehrwegeventile bekannt, bei denen mindestens zwei Sitzventile innerhalb des Ventilgehäuses achsgleich hintereinander angeordnet sind, deren Dichtkörper auf einem gemeinsamen Achskörper sitzen. Zur Einstellung der Dichtkörper entsprechend dem Abstand der Ventilsitze sind die Dichtkörper in bezug auf den Achskörper axial verstellbar angeordnet. Eine solche axiale Verstellbarkeit der Dichtkörper auf dem Achskörper ist bei einem gattungsgemäßen Vorsteuerventil mit noch wirtschaftlichem Aufwand nicht realisierbar, da bei möglichen Druckdifferenzen im Ventil von beispielsweise 400 bar ein, wenn auch nur geringes Spiel der Dichtkörper auf dem Achskörper die Funktion des Ventils erheblich beeinträchtigt. Um ein solches Spiel in tolerierbaren Grenzen zu halten, müßte die Baugröße des Achskörpers mit den Dichtkörpern erheblich vergrößert werden, wodurch zwangsläufig größere Dichtungen erforderlich wären, die größere Reibkräfte beim Schalten mit sich bringen. Da die Schaltkraft, wie eingangs dargelegt, begrenzt ist, ist eine solche Konstruktion bei den in Rede stehenden Vorsteuerventilen nicht anwendbar. Desweiteren haben die fest mit dem Achskörper verbundenen Dichtkörper den Nachteil, daß die freie Beweglichkeit der Dichtkörper erheblich eingeschränkt ist, wodurch ein ungleichmäßiger und somit vorzeitiger Verschleiß eintritt und der mit frei beweglichen Dichtkörpern erzielbare Selbstreinigungseffekt ausbleibt.DE-AS 11 57 865 and DE-OS 25 05 639 are multi-way valves known in which at least two seat valves arranged axially one behind the other within the valve housing are, the sealing body on a common axle body to sit. To adjust the sealing body accordingly the sealing bodies are related to the distance between the valve seats arranged axially adjustable on the axle beam. Such axial adjustability of the sealing body on the axle body is with a generic pilot valve with still economical Effort not realizable as possible Pressure differences in the valve of, for example, 400 bar, if only slight play of the sealing body on the axle body the function of the valve is significantly impaired. Around to keep such a game within tolerable limits the size of the axle body with the sealing bodies considerably can be enlarged, which inevitably means larger seals would be required, the greater frictional forces when switching entail. Since the switching force, as stated at the beginning, is limited, such a construction is under discussion standing pilot valves not applicable. Furthermore have the sealing body firmly connected to the axle body the disadvantage that the free movement of the sealing body is significantly restricted, making an uneven and thus premature wear occurs and with free Movable sealing bodies achievable self-cleaning effect is absent.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Vorsteuerventil derart auszubilden, daß es mit fertigungstechnisch vergleichsweise geringem Aufwand herstellbar und mit kleinen Schaltkräften und Schaltwegen sicher zu betätigen ist. The invention has for its object a generic Train pilot valve such that it with manufacturing technology comparatively easy to manufacture and can be operated safely with small switching forces and switching paths is.
Diese Aufgabe wird bei einem Vorsteuerventil gemäß Oberbegriff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is done with a pilot valve according to the generic term with the characterizing features of claim 1 solved.
Durch eine solche Ausbildung wird eine fertigungstechnisch aufwendige Längenanpassung zwischen den Dichtsitzen, den Dichtkörpern und dem Koppelstößel vermieden, da der Abstand der Dichtsitze zueinander verstellbar ist, so daß das Ventil nach der Montage auf die vorhandenen Bauteilgrößen eingestellt werden kann. Das Einstellen des exakten Arbeitspunkts erfolgt erst nach dem Zusammenbau, wodurch die Schaltwege minimiert und die Schaltkräfte nahezu völlig konstant gehalten werden können. Zudem können erheblich billigere Kunststoffdichtsitze Verwendung finden, da das Ventil nach etwaigen Setzvorgängen ohne weiteres nachgestellt werden kann. Bei Defekt oder Verschleiß eines Einzelteils kann dieses gesondert ausgetauscht werden, ohne daß eine Paarung von Teilen oder dergleichen erforderlich ist, da Fertigungstoleranzen durch entsprechendes Verstellen des einen Dichtsitzes ausgeglichen werden. Desweiteren kann nunmehr 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 dadurch erforderlichen Dichtungen entfallen. Eine verschiebbare Lagerung des verstellbaren Dichtsitzes gewährleistet in diesem Zusammenhang eine besonders präzise stufenlose Manipulation.Such training will make it a manufacturing technology elaborate length adjustment between the sealing seats, the Sealing bodies and the coupling tappet avoided because of the distance the sealing seats are adjustable to each other, so that the valve adjusted to the existing component sizes after assembly can be. Setting the exact Working point takes place only after assembly, whereby the switching paths are minimized and the switching forces almost completely can be kept constant. It can also be significant cheaper plastic sealing seats are used because that The valve can be easily readjusted after any setting operations can be. In the event of a defect or wear of an individual part can this be replaced separately without a Pairing parts or the like is required because Manufacturing tolerances by adjusting the one accordingly Sealing seat to be compensated. Furthermore can now on an auxiliary channel for support on an auxiliary piston and to dispense with such an auxiliary piston, whereby the manufacture of the valve is considerably simplified and thus is cheaper and the aforementioned disadvantages of friction losses on the seals required as a result. A sliding bearing of the adjustable sealing seat guarantees a special in this context precise stepless manipulation.
Bei der Erfindung erfolgt die Verstellbarkeit des Dichtsitzes über eine Stellschraube, in der der Steuerstößel geführt ist. Diese Ausbildung ermöglicht eine einwandfreie 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 Koppelstößel und Gehäuse ist problemlos.In the invention the adjustability of the sealing seat via an adjusting screw, in which the control tappet is guided. These Training enables the hiring of 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.
Es ist zweckmäßig, wenn die Ventilkörper beider Sitzven tile zylindrisch ausgebildet sind und gleichen Durchmesser aufweisen, da hierdurch Abdichtung, Einbau und Herstellung vereinfacht werden. Bei gleichem Durchmesser der Sitzventile können gleiche Ventilkörper für beide Sitzventile verwendet werden.It is useful if the valve body of both seats Tile are cylindrical and the same diameter have, as a result of sealing, installation and manufacture be simplified. With the same diameter of the seat valves can use the same valve body for both seat valves will.
Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird auf einfache Weise eine Fixierung des feststehenden Sitzventils erreicht, 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 zugänglich ist, ohne daß die innerhalb der Hülse befindlichen Bauteile ausgebaut werden müssen.By training according to claim 2 is simple Achieved a fixation of the fixed seat valve, it is also possible to use two valve bodies of the same size, without requiring long fitting holes, Assembly can lead to difficulties. In addition to the simple The sleeve offers assembly, especially when disassembling the advantage that the internal seat valve quickly is accessible without the inside of the sleeve Components need to be removed.
Um auf einfache und wirksame Weise eine sichere Anlage des verstellbaren Ventilkörpers an der Stellschraube zu gewährleisten, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (Anspruch 3) eine Druckfeder, vorteilhaft eine Schraubenfeder, der nach Anspruch 4, zwischen den beiden Ventilkörpern vor gesehen, die an ihrer Außenseite durch die Hülse und in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung an ihrer Innenseite durch eine Führung geführt ist, in deren Mittelbohrung der Koppelstößel zwischen den Dichtkörpern geführt ist (An sprüche 5 und 6). Diese zusätzliche Führung sorgt für eine sichere Zentrierung des Koppelstößels und gewährleistet zugleich, daß der Federdruck gleichmäßig auf den verschiebbaren Ventilkörper übertragen wird, ohne daß dieser verkantet. Die Bohrung innerhalb der Führung dient ausschließlich der genauen Stößelführung. Für den Durchgang des Fluids ist eine zusätzliche Bohrung in der Führung vorgesehen. Eine solche präzise Führung verringert die Schaltwegtoleranzen zusätzlich, da der Koppelstößel immer exakt in seiner zentrischen Lage zwischen den Dichtkörpern geführt ist. Eine Koppelstößelführung ist an sich aus der DE-OS 29 51 232 bekannt.In order to create a safe investment of the adjustable valve body on the set screw to ensure is after a further development of the invention (Claim 3) a compression spring, advantageously a coil spring, the according to claim 4, between the two valve bodies seen on the outside through the sleeve and in advantageous development of the invention on the inside is guided by a guide in the center hole the coupling plunger is guided between the sealing bodies (An Proverbs 5 and 6). This additional guidance ensures a secure centering of the coupling plunger and guaranteed at the same time that the spring pressure evenly on the slidable Valve body is transferred without it jamming. The hole inside the guide is used exclusively the exact ram guidance. For the passage of the fluid an additional hole is provided in the guide. Such precise guidance reduces the switching path tolerances in addition, since the coupling tappet is always exactly in its centric position between the sealing bodies. A coupling tappet guide is in itself from DE-OS 29 51st 232 known.
Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 können die Herstellungskosten weiter gesenkt 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 beispielsweise geringere Material- und Bearbeitungskosten, Selbstanpassung der Dichtsitze und bessere Schwingungsdämpfung.By an advantageous development of the invention Claim 7 can further reduce the manufacturing costs because plastic sealing seats are considerably cheaper than ground-in 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 Compensated way by adjusting a sealing seat can be. In contrast, there are significant advantages such as lower material and processing costs, Self-adjustment of the sealing seats and better vibration damping.
Vorteilhaft werden die innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten Bauteile, abgesehen von den Kanalbohrungen zu den Anschlüssen, rotationssymmetrisch in bezug auf die Längsachse des Ventils ausgebildet, wodurch die spanende Bearbeitung und die Nachbearbeitung der Bauteile erheblich verbilligt wird. Im übrigen wird dadurch die Montage bzw. Demontage vereinfacht.Those arranged inside the valve housing are advantageous Components, apart from the channel holes to the Connections, 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 the assembly or disassembly simplified.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is based on an embodiment 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 die Austrittsöffnung 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 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, Dichtkörper 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 blocks the ports P and A , and a second seat valve 6 , which connects or blocks the ports 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 lying coaxially with the coupling plunger 12 and the cylindrical body 15 abutting 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 runs 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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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 |