DE3741521C1 - 2/2-way seat valve - Google Patents

2/2-way seat valve

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DE3741521C1
DE3741521C1 DE19873741521 DE3741521A DE3741521C1 DE 3741521 C1 DE3741521 C1 DE 3741521C1 DE 19873741521 DE19873741521 DE 19873741521 DE 3741521 A DE3741521 A DE 3741521A DE 3741521 C1 DE3741521 C1 DE 3741521C1
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Reiner Dipl-Ing Hovorka
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WALTER VOSS KG, 4322 SPROCKHOEVEL, DE
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Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0405Valve members; Fluid interconnections therefor for seat valves, i.e. poppet valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/42Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor

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Abstract

The 2/2-way seat valve closes the inlet orifice 7, in which pressure fluid is applied, on the sealing seat 12 by means of a cylindrical closing body 10. On the opposite end face, the closing body 10 is provided with an annular control face 15, on which radially directed depressions 17 and spirally encircling channels 16 are shaped. The control face 15, which has a larger cross-section than the sealing face 11 on the closing body 10, is loaded, in the closing position, with pressure fluid via a preceding 3/2-way pilot valve 18. When the pilot valve 18 is switched over, the control face 15 is relieved. The pressure applied in the inlet orifice 7 then displaces the closing body 10 into the opening position, in which the pressure fluid flows off to the outlet orifice 8. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein 2/2-Wege-Sitzventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a 2/2-way seat valve according to the Preamble of the claim.

Ein derartiges Wegeventil ist an sich bekannt (Prospekt, Wasser-Hydraulik-Ventile VC 001-4.83" der Fa. Hemscheidt Maschinenfabrik). Der Schließkörper des Ventils ist in der Schließstellung durch die Schließfeder und den Druck, der auf der Steuerfläche anstehenden Druckflüssigkeit belastet. Zum Öffnen des Schließkörpers wird die Steuerfläche über ein 3/2-Wege-Pilotventil vom Druck entlastet, wodurch der Schließkörper von der Druckflüssigkeit in der Einlaßöffnung in die Öffnungsstellung gedrückt wird. Dabei kommt der Schließkörper mit Steuerfläche an der Wandung des Einbauraumes im Ventilblock zur Anlage. Durch eine erneute Betätigung des 3/2-Pilot-Wegeventils strömt die Druckflüssigkeit wieder auf die Steuerfläche. Unter der Wirkung des sich aufbauenden Druckes wird der Schließkörper in die Schließstellung zurückgeschaltet. Dieser Schaltvorgang wird jedoch nicht sofort, sondern erst mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung ausgeführt, weil das Ventil gegen den auf der Einlaßseite anstehenden Druck geschaltet und der Druck auf der Steuerfläche erst allmählich aufgebaut wird.Such a directional control valve is known per se (brochure, water hydraulic valve VC 001-4.83 "from Hemscheidt Maschinenfabrik) The valve closing body is in the closed position through the closing spring and the pressure on the Control surface pending hydraulic fluid loaded. To the Opening the closing body, the control surface is over a 3/2-way pilot valve relieved of pressure, which makes the Closing body from the hydraulic fluid in the Inlet opening is pressed into the open position. The closing body comes with a control surface on the Wall of the installation space in the valve block to the system. By another actuation of the 3/2-way pilot valve flows the hydraulic fluid back onto the control surface. Under the effect of the pressure that builds up Closing body switched back to the closed position. However, this switching process is not immediate, but only with a certain time delay executed because the valve against the one on the inlet side pending pressure switched and the pressure on the Control surface is only gradually built up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ansprechverhalten eines 2/2-Wege-Sitzventils, das mit dem Druckmittel über ein Pilotventil gesteuert wird, zu verbessern.The invention has for its object that Response behavior of a 2/2-way seat valve, which with the Pressure medium is controlled via a pilot valve, too improve.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Mitteln gelöst.This task is carried out with the in Claim specified means solved.

Um zu vermeiden, daß der Schließkörper beim Schalten in die Schließstellung mit der Steuerfläche gleichsam am Einbauraum festklebt, sind gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Steuerfläche spiralförmig umlaufende Kanäle vorgesehen, die in radial gerichtete Vertiefungen einmünden. Die vom Pilotventil einströmende Druckflüssigkeit dringt in diese Ausnehmungen ein und verteilt sich unter der Steuerfläche. Der erforderliche Druck wird nun unmittelbar mit der Betätigung des Pilotventils aufgebaut. Der Schließkörper schaltet daraufhin ohne zeitliche Verzögerung gegen den anstehenden Druck in die Schließstellung zurück. Mit der Verkürzung der Schließzeit auf Sekundenbruchteile wird das Schaltverhalten des Ventils wesentlich verbessert.To avoid that the closing body when switching in the closed position with the control surface as it were Installation space sticks, are according to the present Invention on the control surface spiraling  Channels provided in radially directed recesses flow into. The incoming from the pilot valve Hydraulic fluid penetrates into these recesses and spreads under the control surface. The required Pressure is now immediately with the actuation of the Pilot valve built. The closing body switches then without delay against the pressure in the closed position. With the Shortening the closing time to fractions of a second the switching behavior of the valve is significantly improved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on one in the Drawing shown embodiment closer explained. It shows

Fig. 1 ein 2/2-Wege-Sitzventil und den Ventilblock im Querschnitt; Figure 1 is a 2/2-way seat valve and the valve block in cross section.

Fig. 2 den Schließkörper und das Ventilgehäuse in der Draufsicht auf die Steuerfläche;2 shows the closing body and the valve housing in the plan view of the control surface.

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 1 im Bereich der Steuerfläche. Fig. 3 is an enlarged section of Fig. 1 in the area of the control surface.

Das 2/2-Wege-Sitzventil ist in einen aus den Bauelementen 1, 2 und 3 zusammengesetzten Ventilblock eingebaut. Der Einbauraum 4 ist an die Konturen des zylinderförmigen Ventilgehäuses 5 anpaßt. Eine von der unteren Stirnseite auf den Einbauraum auftreffende Bohrung 6 führt zur Einlaßöffnung 7 im Ventilgehäuse 5. Rechtwinklig dazu befindet sich eine Auslaßöffnung 8 für die zum Druckmittelverbraucher abzweigende Ausgangsbohrung 9.The 2/2-way seat valve is installed in a valve block composed of components 1, 2 and 3 . The installation space 4 is adapted to the contours of the cylindrical valve housing 5 . A bore 6 striking the installation space from the lower end side leads to the inlet opening 7 in the valve housing 5 . At right angles to this there is an outlet opening 8 for the outlet bore 9 branching off to the pressure medium consumer.

Ein kolbenförmiger Schließkörper 10 ist mit seiner Mantelfläche um den Schaltweg S axial verschiebbar im Ventilgehäuse 5 geführt und in gleicher Weise wie das Ventilgehäuse 5 im Einbauraum 4 durch nicht bezeichnete Dichtungen in zweckmäßiger Weise abgedichtet. In der Schließstellung des Ventils verschließt der Schließkörper 10 die Eingangsöffnung 7 mit einer kegelförmig abgeschrägten Dichtfläche 11, die auf einem entsprechend ausgeformten und im Ventilgehäuse abgestützten Dichtsitz 12 aufliegt. An der gegenüberliegenden Stirnseite befindet sich im Schließkörper 10 eine Ausnehmung 13, in die eine im Ventilblock 2 anliegende Schließfeder 14 eingesetzt ist, die den Schließkörper 10 mit der Dichtfläche 11 auf den Dichtsitz 12 andrückt. Die ringförmige Oberfläche an dieser Stirnseite des Schließkörpers 10 ist als Steuerfläche 15 ausgebildet und erfindungsgemäß mit spiralförmig umlaufenden Kanälen 16 versehen, die in radial gerichtete Vertiefungen 17 einmünden. Der Schließkörper 10 und entsprechend das Ventilgehäuse 5 sind im Bereich der Steuerfläche 15 stufenförmig nach außen abgesetzt, so daß die Steuerfläche 15 über einen größeren Querschnitt verfügt als die Dichtfläche 11 an der Einlaßöffnung 7.A piston-shaped closing body 10 is guided with its outer surface axially displaceable in the valve housing 5 by the switching path S and, in the same way as the valve housing 5 in the installation space 4, is sealed in an expedient manner by seals which are not designated. In the closed position of the valve, the closing body 10 closes the inlet opening 7 with a conically beveled sealing surface 11 , which rests on a correspondingly shaped sealing seat 12 supported in the valve housing. On the opposite end face there is a recess 13 in the closing body 10 , into which a closing spring 14 which is in contact in the valve block 2 is inserted and which presses the closing body 10 with the sealing surface 11 onto the sealing seat 12 . The annular surface on this end face of the closing body 10 is designed as a control surface 15 and, according to the invention, is provided with spirally circumferential channels 16 which open into radially directed recesses 17 . The closing body 10 and correspondingly the valve housing 5 are stepped outward in the area of the control surface 15 , so that the control surface 15 has a larger cross section than the sealing surface 11 at the inlet opening 7 .

Das 2/2-Wege-Sitzventil wird mit einem magnetbetätigten 3/2-Wege-Pilotventil 18 geschaltet, das im Bauteil 1 des Ventilblockes symbolisch dargestellt ist. Das Pilotventil 18 ist mit dem Anschluß A über eine Bohrung 19 mit dem Einbauraum 4 über der Steuerfläche 15 des Schließkörpers 10 verbunden und mit Anschlüssen P einerseits und T andererseits an die Bohrungen 20 bzw. 21 angeschlossen. Mit 22 ist eine Entlüftungsbohrung bezeichnet. Die Hochdruckflüssigkeit wird über die Einlaßbohrung 6 zum Schließkörper 10 und über die Bohrung 20 zum Pilotventil 18 geführt. Die Bohrung 21 ist mit dem Tank verbunden.The 2/2-way seat valve is switched with a solenoid-operated 3/2-way pilot valve 18 , which is symbolically represented in component 1 of the valve block. The pilot valve 18 is connected to the connection A via a bore 19 with the installation space 4 above the control surface 15 of the closing body 10 and connected to the bores 20 and 21 with connections P on the one hand and T on the other. With 22 a vent hole is designated. The high-pressure liquid is fed through the inlet bore 6 to the closing body 10 and through the bore 20 to the pilot valve 18 . The bore 21 is connected to the tank.

Der Schließkörper 10 des 2/2-Wege-Sitzventils ist in der dargestellten Schließstellung mit der Kraft der Schließfeder 14, und mit dem auf den Querschnitt der Steuerfläche 15 wirkenden Druck der Hochdruckflüssigkeit belastet, die über den Kanal 20 und den Anschluß P zu dem Anschluß A des Pilotventils eingeströmt und durch die Bohrung 19 in den Einbauraum 4 zur Steuerfläche 15 gelangt ist. Aufgrund des größeren Flächenquerschnitts ist die auf der Steuerfläche 15 wirkende Kraft größer als die auf der Gegenseite des Schließkörpers 10 wirkende Kraft, die durch den Druck der auf die Dichtfläche 11 wirkenden Druckflüssigkeit erzeugt wird.The closing body 10 of the 2/2-way seat valve is in the closed position shown with the force of the closing spring 14 , and with the pressure acting on the cross section of the control surface 15 of the high pressure liquid, which via the channel 20 and the port P to the port A of the pilot valve has flowed in and has passed through the bore 19 into the installation space 4 to the control surface 15 . Due to the larger cross-sectional area, the force acting on the control surface 15 is greater than the force acting on the opposite side of the closing body 10 , which is generated by the pressure of the pressure fluid acting on the sealing surface 11 .

Zum Öffnen des Ventils wird der Anschluß A des Pilotventils 18 mit dem Anschluß P verbunden, so daß die Druckflüssigkeit aus dem Einbauraum 4 über die Bohrung 19 sowie das Pilotventil 18 in den Kanal 21 zum Tank abströmt. Der auf die Dichtfläche 11 wirksame Druck verschiebt nun den Schließkörper um den Schaltweg S in den Einbauraum 4 hinein, so daß die Druckflüssigkeit aus der Einlaßbohrung 6 über die Einlaßöffnung 7 zur Auslaßöffnung 8 und über die Ausgangsbohrung 9 zum angeschlossenen Druckmittelverbraucher strömt.To open the valve, the port A of the pilot valve 18 is connected to the port P , so that the pressure fluid flows out of the installation space 4 via the bore 19 and the pilot valve 18 into the channel 21 to the tank. The pressure acting on the sealing surface 11 now moves the closing body by the switching path S into the installation space 4 , so that the pressure fluid flows from the inlet bore 6 via the inlet opening 7 to the outlet opening 8 and via the outlet bore 9 to the connected pressure medium consumer.

Durch nochmalige Betätigung des Pilotventils 18 wird über den Anschluß P der Einbauraum 4 wieder mit Druckflüssigkeit gefüllt. Der Druck baut sich unmittelbar mit dem Schaltvorgang unter der am Einbauraum 4 anliegenden Steuerfläche 15 des Schließkörpers 10 auf, weil die Druckflüssigkeit durch die radialen Vertiefungen 17 und die damit verbundenen spiralförmig umlaufenden Kanäle 16 eintreten und sich gleichmäßig unter der Steuerfläche 15 ausbreiten kann.By actuating the pilot valve 18 again, the installation space 4 is filled again with pressure fluid via the connection P. The pressure builds up directly with the switching process under the control surface 15 of the closing body 10 , which is in contact with the installation space 4 , because the pressure fluid can enter through the radial depressions 17 and the spirally surrounding channels 16 connected therewith and can spread evenly under the control surface 15 .

Claims (2)

2/2-Wege-Sitzventil für Druckflüssigkeiten mit folgenden Merkmalen:
  • a) das Ventilgehäuse ist in den Einbauraum eines Ventilblockes eingebaut,
  • b) ein stirnseitig mit einer Dichtfläche versehener, kolbenförmiger Schließkörper ist mit seiner Mantelfläche in dem Ventilgehäuse geführt und abgedichtet,
  • c) die Dichtfläche liegt in der Schließstellung des Ventils unter der Wirkung einer in einer Axialbohrung des Schließkörpers eingesetzten Schließfeder auf einem im Ventilblock abgestützen Dichtsitz auf und dichtet die in einer Einlaßöffnung anstehende Druckflüssigkeit gegenüber einer Auslaßöffnung im Ventilgehäuse ab,
  • d) der Schließkörper ist auf der federbelasteten Seite mit einer ringförmigen Steuerfläche versehen, die einen größeren Querschnitt als die Dichtfläche aufweist,
  • e) die Steuerfläche ist über ein 3/2-Wege-Pilotventil wechselweise in Schließrichtung des Schließkörpers mit der Druckflüssigkeit beaufschlagbar und an eine Rücklaufleitung anschließbar,
2/2-way seat valve for hydraulic fluids with the following features:
  • a) the valve housing is installed in the installation space of a valve block,
  • b) a piston-shaped closing body provided on the end face with a sealing surface is guided and sealed with its outer surface in the valve housing,
  • c) the sealing surface is in the closed position of the valve under the action of a closing spring inserted in an axial bore of the closing body on a sealing seat supported in the valve block and seals the pressure fluid present in an inlet opening from an outlet opening in the valve housing,
  • d) the closing body is provided on the spring-loaded side with an annular control surface which has a larger cross section than the sealing surface,
  • e) the control surface can be acted upon alternately in the closing direction of the closing body with the pressure fluid via a 3/2-way pilot valve and can be connected to a return line,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • f) die Steuerfläche (15) spiralförmig umlaufende Kanäle (16) und radial gerichtete Vertiefungen (17) aufweist.
characterized in that
  • f) the control surface ( 15 ) has spiral channels ( 16 ) and radially directed depressions ( 17 ).
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