DE3926846A1 - Kolbenschieber fuer ein druckmedium, insbesondere fuer die steuerung eines vorsteuermediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kolbenschieberventil für ein Druckmedium, insbesondere für die Steuerung eines Vorsteuermediums, mit Ventilge­ häuse, in das Ventilgehäuse eingesetzter Ventilgehäusebuchse und Kolbenschieber, wobei die Ventilgehäusebuchse unter Zwischenschaltung von elastischen Dichtungsringen in eine Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzt ist und wobei das Ventilgehäuse sowie die Ventilgehäuse­ buchse Bohrungen und Auskammerungen für das Druckmedium aufweisen sowie der Kolbenschieber über einen Stellmotor verstellbar und außerdem von einer Rückstellfeder belastet ist. - Insbesondere handelt es sich um ein Kolbenschieberventil für die Steuerung eines Vorsteuermediums, welches ein Steuerventil für ein Lastmedium, vorzugsweise im Rahmen der Wasserhydraulik, steuert.

Bei dem aus der Praxis bekannten Kolbenschieberventil, von dem die Erfindung ausgeht, besteht die Ventilgehäusebuchse aus einem ge­ eigneten metallischen Werkstoff, z.B. einem austenitischen Stahl. Das gilt auch für den Kolbenschieber. Der metallische Werkstoff ist in bezug auf Korrosion und Festigkeit entsprechend ausgewählt. Die Ober­ flächen können eine Hartverchromung aufweisen. Die genannten Bauteile sind mit engen Toleranzen rund bearbeitet und besitzen eine geringe Oberflächenrauhigkeit. Auch zwischen Ventilgehäusebuchse und Kolben­ schieber sind Dichtringe angeordnet. Insbesondere wenn das Druck­ medium Wasser ist, zeigen sich an der Oberfläche des Kolbenschiebers und der Ventilgehäusebuchse, insbesondere kolbenschieberseitig, störende Korrosionserscheinungen. Die Dichtungsringe, die zwischen Ventilgehäusebuchse und Kolbenschieber angeordnet sind, können dazu führen, daß der Kolbenschieber klebt, was das Funktionsverhalten des gesamten Kolbenschieberventils beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kolbenschieberventil des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, daß störende Korrosionserscheinungen und ein Kleben des Kolbenschiebers in der Ventilgehäusebuchse nicht mehr auftreten, und zwar auch dann nicht, wenn das Druckmedium Wasser ist, wie es in der Wasserhydraulik üblich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Ventilgehäuse­ buchse und der Kolbenschieber aus lndustriekeramik aufgebaut sind, welche Industriekeramik einen geringen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist, und daß der Kolbenschieber in die Kolbenschieberaufnahme der Ventilgehäusebuchse mit einem als Spaltdichtung ausgebildeten Spiel, dichtungsringfrei, eingesetzt ist. - Es versteht sich, daß auch bei dem erfindungsgemäßen Kolbenschieberventil die Ventilgehäusebuchse und der Kolbenschieber mit hoher Präzision rund bearbeitet sind und eine extrem geringe Oberflächenrauhigkeit aufweisen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Ventilgehäusebuche und der Kolbenschieber aus Oxidkeramik, insbesondere auf Basis von Aluminium­ oxid, aufgebaut und bestehen beide Bauteile aus dem gleichen kera­ mischen Werkstoff. Der Kolbenschieber ist regelmäßig einerseits von einem Stößel des Stellmotors beaufschlagt und andererseits mit einer Kappe versehen, an der die außerdem am Ventilgehäuse abgestützte Rückstellfeder abgestützt ist. Die Flächenpressungen sind nach Maßgabe des keramischen Werkstoffes eingerichtet. Das Spiel zwischen Kolben­ schieber und Ventilgehäusebuchse und damit die Dicke des Dicht­ spaltes liegen im Bereich von 1/1000 Millimeter. Die Funktion des in der Ventilgehäusebuchse arbeitenden Kolbenschiebers wird durch Wärme­ dehnungen nicht beeinträchtigt, da der industriekeramische Werkstoff nur geringe Wärmeleitung aufweist und beide Bauteile mehr oder weniger gleichzeitig die auftretenden geringen Wärmedehnungen erfahren und insoweit ein Gleichverhalten zeigen, welches störende Zwänge in­ folge unterschiedlicher Wärmedehnungen ausschließt. Die positive oder negative Wärmedehnung, die das Aggregat aus Ventilgehäusebuchse und Kolbenschieber als ganzes erfährt, wird durch die elastischen Dichtungs­ ringe, die zwischen Ventilgehäusebuchse und Ventilgehäuse angeordnet sind, ausgeglichen. Die Passung zwischen Ventilgehäusebuchse und Ventilgehäuse ist entsprechend eingerichtet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Aus­ führungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kolbenschieber­ ventil,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A der Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte Kolbenschieberventil steuert ein Druck­ medium. Es ist insbesondere für die Steuerung eines Vorsteuermediums, welches ein Steuerventil für ein Lastmedium, vorzugsweise im Rahmen der Wasserhydraulik, steuert, bestimmt. Auch das Druckmedium, welches in dem Kolbenschieberventil gesteuert wird, kann Wasser sein. Insbe­ sondere kann es sich insoweit um eine Öl-in-Wasseremulsion handeln.

Zum grundsätzlichen Aufbau des Kolbenschieberventils gehören ein Ventilgehäuse 1, eine in das Ventilgehäuse 1 eingesetzte Ventilgehäuse­ buchse 2 und der Kolbenschieber 3. Die Ventilgehäusebuchse 2 ist unter Zwischenschaltung von elastischen Dichtungsringen 4 in eine Bohrung 5 des Ventilgehäuses 1 mit ausreichendem Spiel eingesetzt. Das Ventil­ gehäuse 1 sowie die Ventilgehäusebuchse 2 besitzen Bohrungen 6 und Auskammerungen 7 für das Druckmedium, wie sie bei solchen Kolben­ schieberventilen üblich sind. Der Kolbenschieber 3 ist über einen Stellmotor 8 verstellbar und außerdem von einer Rückstellfeder 9 be­ lastet.

Die Ventilgehäusebuchse 2 und der Kolbenschieber 3 sind aus Industrie­ keramik aufgebaut. Die Industriekeramik weist einen geringen Wärme­ dehnungskoeffizienten auf. Der Kolbenschieber 3 ist in die Kolben­ schieberaufnahme der Ventilgehäusebuchse 2 mit einem als Spaltdichtung ausgebildeten Spiel S, dichtungsringfrei, eingesetzt. Das Spiel S und damit die Spaltdicke mögen in der Größenordnung 1/1000 Millimeter liegen, sie sind übertrieben groß gezeichnet. Die Ventilgehäusebuchse 2 und der Kolbenschieber 3 bestehen vorzugsweise aus Oxidkeramik, ins­ besondere auf Basis von Aluminiumoxid. Sie sind zweckmäßigerweise beide aus dem gleichen keramischen Werkstoff aufgebaut, damit sie bei temperaturabhängigen Wärmedehnungen Gleichverhalten zeigen. Links in der Fig. 1 erkennt man, daß der Kolbenschieber 3 von einem Stößel 10 des Stellmotors 8 beaufschlagt ist. Andererseits ist der Kolben­ schieber 3 mit einer Kappe 11 versehen, an der die außerdem an dem Ventilgehäuse 1 abgestützte Rückstellfeder 9 abgestützt ist. Der Stell­ motor 8 mag im Ausführungsbeispiel als proportional arbeitender Stell­ magnet ausgebildet sein, der mit dem Druckmittel in Verbindung steht, also naß arbeitet. Die Rückstellfeder 9 ist über einen Einstellbolzen 12 mit Abstützbund 13 am Gehäuse 1 abgestützt und der Einstellbolzen 12 ist durch eine Schraubkappe 14 zur Einstellung der Federkraft ver­ stellbar.

Claims (3)

1. Kolbenschieberventil für ein Druckmedium, insbesondere für die Steuerung eines Vorsteuermediums, - mit Ventilgehäuse, in das Ventil­ gehäuse eingesetzter Ventilgehäusebuchse und Kolbenschieber, wobei die Ventilgehäusebuchse unter Zwischenschaltung von elastischen Dichtungs­ ringen in eine Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzt ist und wobei das Ventilgehäuse sowie die Ventilgehäusebuchse Bohrungen und Auskamme­ rungen für das Druckmedium aufweisen sowie der Kolbenschieber über einen Stellmotor verstellbar und außerdem von einer Rückstellfeder be­ lastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilgehäusebuchse und der Kolbenschieber aus lndustriekeramik auf­ gebaut sind, welche Industriekeramik einen geringen Wärmedehnungs­ koeffizienten aufweist, und daß der Kolbenschieber in die Kolben­ schieberaufnahme der Ventilgehäusebuchse mit einem als Spaltdichtung ausgebildeten Spiel dichtungsringfrei eingesetzt ist.

2. Kolbenschieberventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilgehäuse­ buchse und der Kolbenschieber aus Oxidkeramik, insbesondere auf Basis von Aluminiumoxid, aufgebaut sind und aus dem gleichen keramischen Werkstoff bestehen.

3. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber einerseits von einem Stößel des Stellmotors beaufschlagt und andererseits mit einer Kappe versehen ist, an der die außerdem am Ventilgehäuse abgestützte Rückstellfeder abgestützt ist.