DE4235955A1

DE4235955A1 - Ventil

Info

Publication number: DE4235955A1
Application number: DE4235955A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Fujikawa
Original assignee: Fuji Engineering Co Ltd
Current assignee: Fuji Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1993-09-23
Also published as: TW210374B; US5213304A; JPH05263964A; KR930020062A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Gebrauch in verschie denen Arten von hydraulischen Vorrichtungen.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat eine Patentanmeldung für ein neuartiges Ventil ausgearbeitet, welche in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 61-2 28 178 und der japanischen Patentschrift Nr. 3-61 870 offengelegt wurde.

Das Ventil gemäß oben genannter, veröffentlichter Erfindung weist ein Merkmal auf, daß der Ventilkörper, bezüglich ei ner Flüssigkeit bei verhältnismäßig hohem Druck, durch eine geringe Kraft leicht geöffnet und geschlossen werden kann und daß eine Verminderung der Geschwindigkeit bewirkt wird, wenn der Ventilkörper geöffnet und geschlossen wird, um den Ventilsitz vor z. B. heftiger Einwirkung zu schützen, wo durch das Ventil eine lange Standzeit erlangt.

Jedoch ist das Ventil der oben erwähnten, bekanntgemachten Erfindung immer noch mit dem Problem behaftet, daß der Puffereffekt nicht hinreichend ist, wenn das Ventil geöff net wird, wodurch es unmöglich gemacht wird, eine ausrei chend lange Standzeit für das Ventil zu erreichen. Außerdem ist es wegen dieses unzureichenden Puffereffektes unmög lich, das Ventil mit einer minimalen Geschwindigkeit zu öffnen und zu schließen, so daß die angeschlossene hydrau lische Vorrichtung in die Lage versetzt wird, ein Anfahren mit minimaler Geschwindigkeit auszuführen. Heutzutage ist ein solches Anfahren oder Anhalten mit minimaler Geschwin digkeit eine Voraussetzung für verschiedene Arten von hydraulischen Vorrichtungen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird beabsichtigt, oben ge nannte Probleme zu lösen. Aufgabe der vorliegenden Erfin dung ist es, ein Ventil zu schaffen, welches in der Lage ist, einen ausreichenden Puffereffekt auszuüben, wenn der Ventilkörper geöffnet und geschlossen wird, so daß es befä higt ist, mit niedriger Geschwindigkeit geöffnet und ge schlossen zu werden, wodurch verschiedene Arten von Vor richtungen, an die dieses Ventil angeschlossen ist, in die Lage versetzt werden, ein Anfahren und Anhalten mit niedri ger Geschwindigkeit auszuführen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Pa tentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte wei tere Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachgeordneten Ansprüchen zu entnehmen.

Demgemäß macht die Erfindung ein Ventil verfügbar, beste hend aus:
einer Ventilkammer, die in einem Hauptkörper mit einem Ven tilsitz ausgebildet ist;
einem Zwischenstück mit einer Drosselöffnung, das derart angeordnet ist, daß die Ventilkammer ihrer Länge nach geteilt ist;
einer Vorderkammer und einer Hinterkammer, die durch das Zwischenstück in dem auf der Seite des Ventilsitzes befindlichen Abschnitt der Ven tilkammer und deren auf der gegenüberliegenden Seite be findlichem Abschnitt ausgebildet sind;
einem Hauptventil, das in der Vorderkammer angebracht und durch eine erste Feder gegen den Ventilsitz beständig vorgespannt ist;
einem im wesentlichen behälterförmigen Unterventil, das in der Hinterkammer angebracht und durch eine zweite Feder bestän dig gegen das Zwischenstück vorgespannt ist;
einem Durchgangsloch mit einem Sperrventil, das im Unterventil ausge bildet ist;
einer Endkammer, die zwischen dem Hauptventil und dem Ventilsitz festgelegt ist;
einem Seitenloch das sich durch eine Seitenwand der Ventilkammer erstreckt und in dem Hauptkörper derart ausgebildet ist, daß es zu der Endkammer führt;
einem axialen Loch, das sich durch eine vordere axiale Endwand der Ventilkammer erstreckt und in dem Hauptkörper derart ausgebildet ist, daß es zu der End kammer führt;
einem Ablaßkanal mit einem Öffnungs-/Schließventil, der im Hauptkörper ausgebildet ist und durch den die Hinterkammer mit einem Öltank in Verbindung bringbar ist;
einem Verbindungskanal, der im Hauptkörper ausgebildet ist und zu der Hinterkammer führt;
einem ersten Kanal, durch den der Verbindungskanal und das Seitenloch miteinander in Verbindung bringbar sind und der ein zweites Sperrventil aufweist;
und aus einem zweiten Kanal, durch den der Verbindungskanal und das axiale Loch miteinander in Verbindung bringbar sind und der ein drittes Sperrventil aufweist.

Das oben beschriebene Ventil kann so beschaffen sein, daß der erste Kanal 23 ein erstes druckkompensierendes Redu zierventil 26 und der zweite Kanal 25 ein zweites druckkom pensierendes Reduzierventil 27 aufweist.

Außerdem kann das oben beschriebene Ventil so beschaffen sein, daß der Ablaßkanal 20 ein die Öffnungsgeschwindigkeit regulierendes Ventil 28 und der Verbindungskanal 21 ein die Schließgeschwindigkeit regulierendes Ventil 29 aufweist.

Weiterhin kann das oben beschriebene Ventil noch so be schaffen sein, daß das Hauptventil 9 ein Pufferelement 30 aufweist, welches sich durch das axiale Loch 18 bewegt.

Im folgenden werden die Zeichnungen kurz beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ventil gemäß ei ner Ausführungsform dieser Erfindung; und

Fig. 2 ist eine Abbildung, die den wesentlichen Teil des Ventil aus Fig. 1 in einem dazu unterschiedlichen Stadium zeigt.

Es schließt sich eine Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rungsform an.

Bezüglich Fig. 1 bezeichnet Nummer 1 einen Hauptkörper, in welchem eine Ventilkammer 3 mit einem Ventilsitz 2 ausge bildet ist. Ein ortsfestes Zwischenstück 5 mit einer Dros selöffnung 4 ist in der Mitte der Ventilkammer 3 in einer solchen Weise ausgebildet, daß es die Ventilkammer 3 in ih rer Länge in eine Vorderkammer 6 auf der Seite des Ventil sitzes 2 und eine Hinterkammer auf der dazu gegenüberlie genden Seite unterteilt.

Die Vorderkammer 6 enthält eine erste Feder 8 und ein Hauptventil 9, das durch eine erste Feder 8 beständig gegen den Ventilsitz 2 vorgespannt ist.

Die Hinterkammer 7 enthält ein Unterventil 11, das bestän dig durch eine zweite Feder 10 gegen das Zwischenstück 5 vorgespannt ist. Das Unterventil 11 hat eine im wesentli chen behälterförmige Gestaltung mit einem Durchgangsloch 13, das mit einem Sperrventil 12 ausgestattet ist.

Als nächstes bezeichnet Nummer 14 eine Endkammer, die zwi schen Hauptventil 9 und Ventilsitz 2 festgelegt ist. Nummer 16 bezeichnet ein Seitenloch, das im Hauptkörper 1 ausge bildet ist und sich durch die Seitenwand 15 der Ventilkam mer 3 erstreckt, um zur Endkammer 14 zu führen. Nummer 18 bezeichnet ein axiales Loch, welches im Hauptkörper 1 aus gebildet ist und sich durch eine Endwand 17 der Ventilkam mer 3 erstreckt, um zur Endkammer 14 zu führen. Nummer 19 bezeichnet ein Öffnungs-/Schließventil, das in dem Ablaßka nal 20 vorgesehen ist und es der Hinterkammer 7 gestattet, mit einem Öltank (nicht gezeigt) zu kommunizieren. Nummer 21 bezeichnet einen Verbindungskanal, der im Hauptkörper 1 ausgebildet ist und zur Hinterkammer 7 führt. Der Verbindungskanal 21 und das Seitenloch 16 kommunizieren miteinander durch einen ersten Kanal 23. Nummer 22 bezeich net ein zweites Sperrventil. Nummer 25 bezeichnet einen zweiten Kanal mit einem dritten Sperrventil 24, der es dem Verbindungskanal 21 und dem axialen Loch 18 miteinander zu kommunizieren gestattet.

Nummer 26 bezeichnet ein erstes druckkompensierendes Reduzierventil, welches in dem ersten Kanal 23 vorgesehen ist und in der Lage ist, den Druck eines von dem axialen Loch 18 zugeführten Preßöls oder ähnlichem zu regulieren, wenn irgendeine Änderung des Öldrucks auftritt. Nummer 28 bezeichnet ein die Öffnungsgeschwindigkeit regulierendes Ventil, welches in dem Ablaßkanal 20 vorgesehen und in der Lage ist, die Geschwindigkeit, mit der das Hauptventil 9 geöffnet wird, zu regulieren.

Nummer 29 bezeichnet ein die Schließgeschwindigkeit regulierendes Ventil, welches in dem Verbindungskanal 21 vorgesehen und angepaßt ist, die Geschwindigkeit, mit der das Hauptventil 9 geschlossen wird, zu regulieren. Nummer 30 bezeichnet ein Pufferelement, das auf dem Hauptventil 9 vorgesehen und angepaßt ist, um sich durch das axiale Loch 18 zu bewegen, wenn das Hauptventil 9 geöffnet und ge schlossen wird. Die Bewegung dieses Pufferelementes verur sacht einen Widerstand, was einen Puffereffekt für das Hauptventil 9 bewirkt.

Als nächstes bezeichnen die Nummern 31 und 32 erste und zweite Ventile in dem ersten und zweiten druckkompensieren den Reduzierventilen 26 bzw. 27.

Nummer 33 bezeichnet eine Justiereinrichtung für die Feder 10 und Nummer 34 bezeichnet einen O-Ring.

Das Ventil dieser wie oben beschrieben konstruierten Aus führungsform arbeitet in der folgenden Weise.

Angenommen, das Hauptventil 9 befindet sich auf dem Ventil sitz 2 und der Flüssigkeitsdruck eines Drucköls oder ähnli chem liegt an dem Seitenloch 16 an, dann veranlaßt das Öff nen des Ventils 19 das Seitenloch 16, die Vorderkammer 6, den Ablaßkanal 20 sowie die Hinterkammer 7, welche mit dem Ablaßkanal 20 kommuniziert, mit dem Öltank (nicht gezeigt) zu kommunizieren, mit der Folge, daß der Druck in der Hin terkammer 7 niedriger wird als der in der Vorderkammer 6. Als Folge davon bewegt sich das Hauptventil 9 hin zur Hin terkammer 7, d. h. nach hinten gegen die Kraft der ersten Feder 8, so daß der Ventilsitz 2 geöffnet wird und das Drucköl oder ähnliches, welches an dem Seitenloch 16 ange halten wurde, in das axiale Loch 18 fließt. Bei diesem Vor gang bewirkt das Hauptventil 9, daß die Flüssigkeit in der Vorkammer 6 durch die Drosselöffnung 4 des Zwischenstückes 5 in das Unterventil 11 gedrückt wird.

Dieses veranlaßt das Unterventil 1 sich nach hinten in die Hinterkammer 7 gegen die zweite Feder 10 zu bewegen. Ent sprechend findet die Bewegung des Hauptventils 9 nicht ab rupt sondern sanft statt. Das heißt, ein Puffereffekt kann erreicht werden. Dieser Puffereffekt wird hauptsächlich er reicht durch den Widerstand den die oben genannte Drossel öffnung dem Durchtritt der Flüssigkeit bietet.

Als nächstes, wenn das Öffnungs-/Schließventil 19 bei geöffnetem Hauptventil 9 geschlossen wird, wird der Druck in der Hinterkammer 7 und der in der Endkammer 14 ver gleichmäßigt, mit der Folge, daß das Unterventil 11 durch die zweite Feder 10 nach vorne gedrückt wird und sich in diese Richtung bewegt, d. h. in Richtung des Ventilsitzes 2. Bei diesem Vorgang fließt die Flüssigkeit in dem Unterven til 11 durch die Drosselöffnung 4 des Zwischenstückes 5 und wandert in die Vorderkammer 6. Dies veranlaßt daß Hauptven til 9 sich in Richtung des Ventilsitzes 2 zu bewegen, um eben diesen zu schließen. Bei diesem Vorgang jedoch kann die Flüssigkeit in dem Unterventil 11 nicht schnell durch die Drosselöffnung 4 fließen, so daß die Bewegung des Un terventils 11 und folgend die des Hauptventils 9 sanft stattfindet und somit ein Puffereffekt erzeugt wird.

Auf diese Weise ist es möglich ein Öffnen und Schließen mit niedrigster Geschwindigkeit zu bewirken.

Als nächstes, im Falle des Typs von Ventil, das mit den er sten und zweiten druckkompensierenden Reduzierventilen 26 und 27 ausgestattet ist, ist der Einfluß von Druckänderun gen der Druckflüssigkeit, bereitgestellt vom Seitenloch 16 und dem axialen Loch 18, verhältnismäßig gering, wodurch es möglich ist, das Ventil mit niedrigster Geschwindigkeit zu öffnen und zu schließen.

Im Fall des Typs von Ventil, welches das die Öffnungsgeschwindigkeit regulierende Ventil 28 in dem Ab laßkanal 20 und das die Schließgeschwindigkeit regulierende Ventil 29 in dem Verbindungskanal 21 hat, wird ein die Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit regulierender Effekt zu sätzlich zu dem Niedrigstgeschwindigkeitseffekt des Öff nens/Schließens erzielt.

Im Falle des Typs, wo das Hauptventil 9 mit einem zur Bewe gung durch das axiale Loch 18 angepaßten Pufferelement 30, ausgestattet ist, verursacht die Bewegung des Puf ferelementes einen Widerstand, wodurch die Öffnungs- /Schließbewegung noch sanfter gemacht wird.

Wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung, ist das Zwischenstück 5 mit der Drosselöffnung 4 in der Mitte der Längsabmessung der Ventilkammer 3 angebracht, die ein Seitenloch 16 und ein axiales Loch 18 besitzt, die Vorder kammer 6, die dadurch definiert wird, beinhaltet das Haupt ventil 9, welches durch die erste Feder 8 in die Richtung des Ventilsitzes 2 vorgespannt ist. Die Hinterkammer 7 be inhaltet das Unterventil 11 mit einer im wesentlichen be hälterförmigen Ausgestaltung und es ist durch eine zweite Feder 10 in Richtung des Zwischenstückes 5 vorgespannt. Das Durchgangsloch 13 mit dem Sperrventil 12 ist in dem Unter ventil 11 ausgebildet und das Öffnungs-/Schließventil 19 ist in dem Ablaßkanal 20, der zur Hinterkammer 7 führt, vorgesehen. Aufgrund dieser Anordnung wird ein ausreichen der Puffereffekt für die Öffnungs- und Schließbewegungen des Hauptventils 9 erreicht und die Standzeit des Ventils kann verlängert werden. Außerdem hilft die obige Konstruk tion verschiedene Arten von Vorrichtungen, an die dieses Ventil angeschlossen ist, vor heftiger Einwirkung zu schüt zen und sie zur gleichen Zeit in die Lage zu versetzen, ein Anfahren und Anhalten mit Niedrigstgeschwindigkeit durch zuführen.

Weiterhin ist es mit dem Typ von Ventil, welches das die Öffnungsgeschwindigkeit regulierende Ventil 28 und das die Schließgeschwindigkeit regulierende Ventil 29 besitzt, mög lich, nicht nur ein Öffnen und Schließen bei Niedrigstge schwindigkeit zu bewirken, sondern ebenso die Geschwindig keit der Öffnungs- und Schließbewegungen zu steuern.

Weiterhin kann noch mit dem Typ von Ventil, in welchem das Hauptventil 9 mit dem Pufferelement 30 ausgestattet ist, der Puffereffekt zum Zeitpunkt des Öffnens und Schließens wei ter verstärkt werden.

Claims

1. Ventil, bestehend aus:
einer Ventilkammer (3), die in einem Hauptkörper (1) mit einem Ventilsitz (2) ausgebildet ist;
einem Zwischenstück (5) mit einer Drosselöffnung (4), das derart angeordnet ist, daß die Ventilkammer (3) ihrer Länge nach geteilt ist;
einer Vorderkammer (6) und einer Hinterkammer (7), die durch das Zwischenstück (5) in dem auf der Seite des Ven tilsitzes (2) befindlichen Abschnitt der Ventilkammer (3) und deren auf der gegenüberliegenden Seite befindlichem Ab schnitt ausgebildet sind;
einem Hauptventil (9), das in der Vorderkammer (6) an gebracht und durch eine erste Feder (8) gegen den Ventil sitz (2) beständig vorgespannt ist;
einem im wesentlichen behälterförmigen Unterventil (11), das in der Hinterkammer (7) angebracht und durch eine zweite Feder (10) gegen das Zwischenstück (5) beständig vorgespannt ist;
einem Durchgangsloch (13) mit einem Sperrventil (12), das in dem Unterventil (11) ausgebildet ist;
einer Endkammer (14), die zwischen dem Hauptventil (9) und dem Ventilsitz (2) festgelegt ist;
einem Seitenloch (16), das sich durch eine Seitenwand (15) der Ventilkammer (3) erstreckt und derart in dem Hauptkörper (1) ausgebildet ist, daß es zu der Endkammer (14) führt;
einem axialen Loch (18), das sich durch eine vordere axiale Endwand (17) der Ventilkammer (3) erstreckt und in dem Hauptkörper (1) derart ausgebildet ist, daß es zu der End kammer (14) führt;
einem Ablaßkanal (20) mit einem Öffnungs-/Schließ ventil (19), der in dem Hauptkörper (1) ausgebildet ist und durch den die Hinterkammer (7) mit einem Öltank in Verbindung bringbar ist;
einem Verbindungskanal (21), der in dem Hauptkörper (1) ausgebildet ist und zu der Hinterkammer (7) führt;
einem ersten Kanal (23), durch den der Verbindungska nal (21) und das Seitenloch (16) miteinander in Verbindung bringbar sind und der ein zweites Sperrventil (22) auf weist; und
aus einem zweiten Kanal (25), durch den der Verbin dungskanal (21) und das axiale Loch (18) miteinander in Verbindung bringbar sind und der ein drittes Sperrventil (24) aufweist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (23) ein erstes druckkompensierendes Redu zierventil (26) und der zweite Kanal (25) ein zweites druckkompensierendes Reduzierventil (27) aufweist.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ablaßkanal (20) ein die Öffnungsgeschwindigkeit regulierendes Ventil (28) und der Verbindungskanal (21) ein die Schließgeschwindigkeit regu lierendes Ventil (29) aufweist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (9) ein Pufferelement (30) aufweist, welches sich durch das axiale Loch (18) bewegt.