DE3635656A1

DE3635656A1 - Control valve in fluid technology

Info

Publication number: DE3635656A1
Application number: DE19863635656
Authority: DE
Inventors: Ernst Mateja; Felix Ecker; Kurt Faust
Original assignee: Ecker Maschinenbau GmbH
Current assignee: ECKER MASCHINENBAU GMBH & CO KG, 6680 NEUNKIRCHEN,
Priority date: 1986-10-21
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1988-04-28

Abstract

In a control valve in fluid technology in which a control valve opening and closing a line connection for the fluid can be moved against a spring force and can be moved back by the spring force, the spring is to be an elastomeric spring (21). The spring characteristic of an elastomeric spring can be better adapted here to the requirements. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil der Fluidtechnik, in dem ein eine Leitungsverbindung für das Fluid öffnendes und schließendes Steuerelement gegen eine Federkraft bewegbar und durch die Federkraft zurückbewegbar ist.The invention relates to a control valve of fluid technology, in which one opens a line connection for the fluid and closing control movable against a spring force and can be moved back by the spring force.

Solche Steuerventile sind in verschiedensten Bauarten und für verschiedenste Einsatzzwecke konstruiert worden. Immer wieder erwies sich dabei die Federkennlinie als ein Problem. Das teil weise vorhandene Bedürfnis nach einem bestimmten nichtlinearen Kennlinienverlauf kann man bisher auch durch Zusammensetzung verschiedener Federelemente meist nicht befriedigen. Die bei hohen Drücken und Durchflußquerschnitten erforderliche starke Federkraft verlangt bei den vorgesehenen Verschiebewegen so große Federn, daß man stattdessen auf Gasfedern ausweicht, die jedoch gleichfalls Volumen beanspruchen und überdies ständiger Wartung bedürfen; ein anderer Ausweg sind umständliche Kompen sationen des Fluiddruckes, die die aufzubringende Federkraft verkleinern.Such control valves are in various designs and for various purposes have been designed. Again and again The spring characteristic turned out to be a problem. The part wise need for a certain nonlinear So far, the course of the characteristic curve has also been possible through composition usually not satisfy different spring elements. The at high pressures and flow cross sections required strong Thus, spring force is required for the intended displacement big feathers that you instead dodge gas springs that however, it also takes up volume and moreover is permanent Need maintenance; another way out are cumbersome compen sations of fluid pressure, the spring force to be applied downsize.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil zu schaffen, bei dem die auf das Steuerelement in seinen ver schiedenen Stellungen wirkenden Kräfte des Fluids und die Ver schiebewege einerseits und die Federkennlinie andererseits in befriedigender Weise einander entsprechen können.The invention has for its object to a control valve create where the on the control in its ver different positions acting forces of the fluid and the ver sliding paths on the one hand and the spring characteristic in can satisfactorily correspond.

Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck bei einem Steuerventil der eingangs bezeichneten Art vorgesehen, daß die Feder eine Elastomer-Feder ist.According to the invention is for this purpose in a control valve of the type mentioned that the spring a Is elastomer spring.

Die bisher als Bauelemente für Stanz-Zieh- und Prägewerkzeuge bekannten Elastomer-Federn können, wovon bisher kein Gebrauch gemacht worden ist, in verschiedenster Weise beeinflußt werden, um ihre Federkennlinien in diesem oder jenem Bereich zu ver ändern. Dazu gehören vor allem Druck- oder Halteelemente, die die Elastomer-Federn bei ihrer Beanspruchung zu Verformungen bringen, die sie von selbst nicht annehmen, die in der Regel als Hohlzylinder ausgebildeten Federkörper beispielsweise zu einer früheren oder späteren, weiteren oder geringeren Aus bauchung. Dazu gehören ferner Formgebungen an dem Federkörper selbst, wie Einschnürungen oder Verdickungen an dieser oder jener Stelle. Aber auch bloß die Veränderungsmöglichkeiten der Federkennlinie im ganzen durch Veränderung der Shore-Härte des Materials können zur Abstimmung mit den übrigen Parametern der Ventilkonstruktion und -funktion genutzt werden.The previously used as components for punching, drawing and embossing tools known elastomer springs can, of which so far no use has been made, can be influenced in various ways, to ver their spring characteristics in this or that area to change. This includes, above all, pressure or holding elements that the elastomer springs deform when subjected to stress bring that they don't accept by themselves, which usually formed as a hollow cylinder spring body, for example an earlier or later, further or lesser out belly. This also includes shapes on the spring body itself, such as constrictions or thickenings on this or that place. But also just the change possibilities of the Spring characteristic curve as a whole by changing the Shore hardness of the Materials can be coordinated with the other parameters of the Valve construction and function can be used.

Es sind ganz neue Ventilkonstruktionen möglich.Completely new valve designs are possible.

Abgesehen davon sind die Elastomer-Federn praktisch wartungs frei und korrosionsfrei. Dies ist für zahlreiche Anwendungsfälle von besonderem Vorteil, wie etwa im Bergbau. Nach einer be stimmten Zahl von Lastspielen, denen die Elastomer-Federn ohne weiteres vor ihrem Einsatz zur künstlichen Alterung ausgesetzt werden können, verändern sich die Materialeigenschaften praktisch nicht mehr. Die Lebensdauer ist außerordentlich lang.Apart from that, the elastomer springs are practically maintenance-free free and corrosion free. This is for numerous use cases of particular advantage, such as in mining. After a be agreed number of load cycles, which the elastomer springs without exposed to artificial aging prior to use material properties change practically no more. The lifespan is extremely long.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.The drawing shows an embodiment of the invention.

Sie zeigt ein Gebirgsschlagventil in axialem Schnitt. It shows a rock check valve in axial section.

Gebirgsschlagventile sind Überdruckventile an hydraulischen Grubenstempeln. Sie sollen schnell und mit großem Durchflußquer schnitt öffnen, wenn sich das Hangende plötzlich um soundsoviel Zentimeter setzt, damit der Grubenstempel nicht zerstört wird, sondern nachgeben kann und dann weiterhin voll funktionsfähig ist.Rock check valves are pressure relief valves on hydraulic Pit stamps. They should cross quickly and with a large flow cut open when the hanging suddenly changes by so much Centimeters so that the pit stamp is not destroyed, but can give in and then continue to work properly is.

Das dargestellte Gebirgsschlagventil ist durch einen soge nannten Steck-O-Anschluß 1 bekannter Art mit dem Druckraum eines Grubenstempels verbunden. Der Steck-O-Anschluß ist das eine axiale Ende eines Ventilgehäuses 2, in dem ein Steuer element in Form eines Ventilkolbens 3 axial verschiebbar ange ordnet ist. Der Zylinderraum, in dem der hydraulische Druck vor dem Ventilkolben 3 ansteht, ist gegenüber dem Ventilkolben ab gedichtet durch einen in einer Ringnut 4 des Ventilgehäuses 2 sitzenden O-Ring 5. In diesen Zylinderraum erstreckt sich der Ventilkolben 3 hinein mit einem hohlen vorderen Teil 6, das mit einem über vier Speichen 7 gehaltenen Kern 8 bei 9 mit dem übrigen Teil 10 des Ventilkolbens verschraubt ist. In dieser Weise ist an dem Ventilkolben 3 zwischen dem vorderen Teil 6 und dem übrigen Teil 10 ein Ringspalt 11 gebildet, der bei der Verschiebung des Ventilkolbens 3 über den O-Ring 5 hinwegfährt und in einen Ringraum 12 des Ventilgehäuses 2 ausmündet, aus dem Bohrungen 13 durch die Wandung des Ventilgehäuses 2 hindurch herausführen. Dahinter ist der Zylinderraum durch einen in einer Nut 14 des Ventilkolbens 3 sitzenden O-Ring 15 abge dichtet.The rock impact valve shown is connected by a so-called plug-O connection 1 of known type to the pressure chamber of a pit ram. The plug-O connection is the one axial end of a valve housing 2 , in which a control element in the form of a valve piston 3 is axially displaceable. The cylinder chamber, in which the hydraulic pressure is in front of the valve piston 3 , is sealed off from the valve piston by an O-ring 5 seated in an annular groove 4 of the valve housing 2 . The valve piston 3 extends into this cylinder chamber with a hollow front part 6 , which is screwed at 9 to the remaining part 10 of the valve piston with a core 8 held by four spokes 7 . In this way, an annular gap 11 is formed on the valve piston 3 between the front part 6 and the remaining part 10 , which passes over the O-ring 5 when the valve piston 3 is displaced and opens into an annular space 12 of the valve housing 2 , from which bores 13 lead out through the wall of the valve housing 2 . Behind it, the cylinder chamber is sealed by a seated in a groove 14 of the valve piston 3 O-ring 15 .

Hier weist der Ventilkolben 3 eine Fortsetzung in Form eines Bolzens 16 auf, der mit seinem kugeligen Ende 17 aus dem Ventilgehäuse 2 in eine bei 18 mit diesem verschraubte und durch einen Stift 19 gesicherte Büchse 20 ragt.Here, the valve piston 3 has a continuation in the form of a bolt 16 , which protrudes with its spherical end 17 from the valve housing 2 into a bush 20 screwed to it at 18 and secured by a pin 19 .

In der Büchse 20 ist eine Elastomer-Feder 21 zwischen zwei Federtellern 22 und 23 gehalten, von denen der erstere von innen gegen die Stirnwand der Büchse 20 und der letztere im Normalzustand von außen gegen die Stirnwand des Ventilgehäuses 2 sowie gegen den Bolzen 16 abgestützt ist, dessen kugeliges Ende 17 in eine konische Einsenkung 24 an der Außenseite des Feder tellers 23 greift.In the sleeve 20 , an elastomer spring 21 is held between two spring plates 22 and 23 , of which the former is supported from the inside against the end wall of the sleeve 20 and the latter in the normal state from the outside against the end wall of the valve housing 2 and against the bolt 16 , whose spherical end 17 engages in a conical depression 24 on the outside of the spring plate 23 .

Die Elastomer-Feder 21 hat die Form eines hohlen Zylinders. Sie ist mit dem Hohlraum auf zwei an den Federtellern 22 und 23 sitzende Bolzen 25 und 26 aufgesteckt. Durch Zwischenleg scheiben 27 und 28 ist sie auf die gewünschte Vorspannung ge bracht.The elastomer spring 21 has the shape of a hollow cylinder. It is attached with the cavity to two bolts 25 and 26 seated on the spring plates 22 and 23 . By washers 27 and 28 it is brought to the desired bias ge.

Nur schematisch angedeutet ist schließlich ein Einsatz 29 im Hohlraum der Elastomerfeder zwischen den Bolzen 25 und 26.Finally, an insert 29 in the cavity of the elastomer spring between the bolts 25 and 26 is only indicated schematically.

Steigt der Druck vor dem Ventilkolben 3 über den vorgesehenen Grenzwert, so gibt die Elastomer-Feder 21 nach. Der Ventil kolben 3 verschiebt sich nach hinten. Der Ringspalt 11 schreitet dabei über den O-Ring 5 hinweg und stellt die Verbindung über den Ringraum 12 und die Bohrungen 13 nach außen her. Der Durch flußquerschnitt ist dabei überall so groß, daß schnell eine große Menge der Hydraulikflüssigkeit ausströmen kann. Der zu der betreffenden Konstruktion gehörende vergleichsweise große Federweg wird von der Elastomerfeder in geeigneter Weise auf genommen, d.h. ohne zu starken Kraftanstieg. Um am Ende des Federweges schließlich zur Erzeugung einer größeren Rückstell kraft den Kraftanstieg zu verstärken, wird dann der Einsatz 29 von dem Bolzen 26 erfaßt und breitgedrückt und damit die Elastomer-Feder 21 von innen her ringsum ausgebaucht und damit noch stärker verspannt.If the pressure in front of the valve piston 3 rises above the intended limit value, the elastomer spring 21 yields. The valve piston 3 moves backwards. The annular gap 11 passes over the O-ring 5 and establishes the connection via the annular space 12 and the bores 13 to the outside. The flow cross-section is everywhere so large that a large amount of hydraulic fluid can flow out quickly. The comparatively large spring travel associated with the construction in question is taken up in a suitable manner by the elastomer spring, ie without excessive force increase. In order to finally increase the force increase at the end of the spring travel to generate a larger restoring force, the insert 29 is then gripped by the bolt 26 and pressed broadly, thus bulging the elastomer spring 21 all around from the inside and thus tightening it even more.

Die Elastomer-Feder 21 ist im vorliegenden Falle eine Urilast- Feder von 32 mm Höhe und einem auf einem Federweg von 2 bis knapp 10 mm annähernd linearen Kraftanstieg von 200 auf 1000 daN. Je nach den Verhältnissen wird man statt einer Urilast-Feder eine Gummi-Feder wählen.In the present case, the elastomer spring 21 is a Urilast spring of 32 mm in height and an approximately linear force increase from 200 to 1000 daN over a spring travel of 2 to just under 10 mm. Depending on the circumstances, you will choose a rubber spring instead of a Urilast spring.

Die durch die Bohrungen 13 mit großem Druck ausspritzende Hydraulikflüssigkeit trifft auf einen an dem betreffenden axialen Ende der Büchse 20 geformten Hohlkonus 30 und wird durch diesen in konvergierenden Strahlen zurückgeworfen, wie strichpunktiert angedeutet. Diese Maßnahme ist über den hier vorliegenden Zusammenhang hinaus vorteilhaft.The hydraulic fluid spraying through the bores 13 with great pressure strikes a hollow cone 30 formed at the relevant axial end of the bushing 20 and is thrown back by the latter in converging jets, as indicated by dash-dotted lines. This measure is advantageous beyond the context here.

Claims

Control valve of fluid technology, in which a line connection for the fluid opening and closing control valve can be moved against a spring force and moved back by the spring force, characterized in that the spring is an elastomer spring ( 21 ).