DE4445222A1 - Schließglied für ein hydraulisches Steuerventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Schließglied nach der Gattung des Patentanspruchs.

Es ist schon ein solches Schließglied in Form einer Manschette bekannt (DE 41 32 471 A1) deren radialdichtende Dichtlippe mit Vorspannung an der Wand einer Zylinderbohrung eines Ventilblocks angreift. Das Schließglied ist Teil eines Rückschlagventils, welches durch radiales Zurückdrängen der Dichtlippe aufgrund Flüssigkeitsdrucks den Durchlaß freigibt, bei annähernder zuström- und abströmseitiger Druckgleichheit aufgrund der Eigenelastizität der Dichtlippe den Durchlaß sperrt. Der mit einem derartig ausgebildeten Schließglied schaltbare Ventilquerschnitt ist begrenzt, ebenso ist die Rückstellkraft der Dichtlippe nur eingeschränkt einstellbar.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Schließglied ist insofern vorteilhaft, als es aufgrund seiner Ausgestaltung einen Axialhub aus fuhren und demzufolge einen relativ großen Querschnitt freigeben kann. Durch die angeformten Federzungen sind außerdem Mittel bereitgestellt, mit denen die Schließkraft der Dichtlippe einstellbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch angegebenen Schließglieds möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil mit einem eine Dichtlippe und Federzungen aufweisenden Schließglied, Fig. 2 eine Ansicht des Schließglieds in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen, Fig. 3 das Steuerventil mit dem seine Durchlaßstellung einnehmenden Schließglied, Fig. 4 das Steuerventil mit dem Schließglied in Sperrstellung und Fig. 5 Varianten der Federzungen im Schnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellte hydraulische Steuerventil 10 hat ein Ventilgehäuse 11 mit einer Zylinderbohrung 12, in welcher im Bereich einer oberen Stirnseite ein Einlaß 13 und im Zentrum einer bodenseitigen Stutzfläche 14 ein Auslaß 15 für Druckmittel vorgesehen sind. In der Zylinderbohrung 12 ist ein Schließglied 16 des Steuerventils 10 aufgenommen. Das Schließglied 16 hat einen weitgehend formsteifen, hohlzylindrischen Körper 17, welcher umfangsseitig mit geringem radialem Spiel an die Wand der Zylinderbohrung 12 angrenzt. Im Bereich seiner einlaßseitigen Stirnseite ist an den Körper 17 eine einwärts gegen die Längsachse 18 des Schließgliedes 16 gerichtete, umlaufende Dichtlippe 19 angeformt. Diese ist zum Angriff an einer radial verlaufenden Dichtfläche 20 eines stempelförmigen, gleichachsig in die Zylinderbohrung 12 des Ventilgehäuses 11 eingreifenden Ventilgliedes 21 ausgebildet. Das Ventilglied 21 ist umfangsseitig vom Druckmittel umspülbar. Das Ventilglied 21 ist lagefest mit dem Ventilgehäuse 11 verbunden oder kann axial relativ zum Ventilgehäuse 11 eingestellt werden.

Das Schließglied 16 ist aufgrund der Wirkung hydraulischer Kräfte in der Zylinderbohrung 12 axial bewegbar. Um das Zurückstellen des ausgelenkten Schließgliedes 16 in seine in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung zu bewirken, sind Federmittel in Form von Federzungen 22 vorgesehen, welche dichtlippenabgewandt in anfangs axialer Richtung von dem Körper 17 ausgehen. Die Federzungen 22 sind in gleichmäßiger Teilung an den Körper 17 angeformt. Sie gehen in eine einwärts gerichtete Krümmung über. Unter Verringerung ihres Querschnittes enden die Federzungen 22 mit gegenseitigem Abstand vor dem Auslaß 15 in der Stutzfläche 14 des Ventilgehäuses 11 (vgl. Fig. 1 und 2). Die mit ihrem freien Ende an der radial verlaufenden Stutzfläche 14 des Ventilgehäuses 11 angreifenden Federzungen 22 wirken als Biegebalken, deren Federcharakteristik, d. h. deren Rückstellkraftverlauf bei einer axialen Auslenkung des Schließgliedes 16 durch Form und Querschnitt der Federzungen einstellbar ist. Fig. 5 deutet Varianten für die Formgebung der Federzungen 22 an. Bei der Variante 22.1 besteht die Federzunge aus einem im Körper 17 verankerten Federblechstreifen, mit dem eine relativ steife Federcharakteristik einstellbar ist. Bei den Varianten 22.2 bis 22.4 sind die Federzungen einstuckig an den Körper 17 angeformt. Bei der Variante 22.2 ist die verhältnismäßig kurz ausgebildete Federzunge wenig gekrümmt und mit großem Querschnitt ausgebildet. Hierdurch wird eine steife Federcharakteristik erzielt, während bei der Variante 22.3 mit einer langen, stark einwärts gekrümmten Federzunge geringen Querschnitts eine weiche Federcharakteristik geschaffen ist. Bei der Variante 22.4 ist aufgrund der relativ starken Verjungung der Federzunge eine progressive Federcharakteristik erzielt. Für die Ausgestaltung des Schließgliedes 16 und die verlangten Eigenschaften von Dichtlippe 19 sowie Federzungen 22 kommen gummielastische Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe ausreichender Elastizität in Anwendung.

Das Steuerventil 10 kann beispielsweise als Rückschlagventil oder als Druckbegrenzungsventil Verwendung finden. Der Öffnungsdruck eines Rückschlagventils bzw. der Ansprechdruck eines Druckbegrenzungsventils wird dabei durch die Höhe der von den Federzungen 22 aufgebrachten Rückstellkraft bestimmt, mit der die Dichtlippe 19 an der Dichtfläche 20 des Ventilgliedes 21 angreift. Die Höhe der Rückstellkraft ist durch den Abstand des Ventilgliedes 21 zu der Stutzfläche 14 einstellbar. Wird der Öffnungsdruck bzw. Ansprechdruck des Steuerventils 10 überschritten, erfolgt ein Abheben der Dichtlippe 19 von der Dichtfläche 20 und eine Axialverschiebung des Schließgliedes 16 in Richtung auf die Stutzfläche 14. Das seine Durchlaßstellung einnehmende Steuerventil 10 gibt den Durchfluß von Druckmittel vom Einlaß 13 zum Auslaß 15 frei (Fig. 3). Dabei stellen sich in Abhängigkeit von den am Schließglied 16 einwirkenden hydraulischen Kräften sowie der Rückstellkraft der Federzungen 22 bei Kraftgleichgewicht entsprechend große Durchlaßquerschnitte zwischen der Dichtfläche 20 und der Dichtlippe 19 ein. Überwiegen die das Schließen des Steuerventils 10 bewirkenden Kräfte, so kehrt das Schließglied 16 in seine den Durchlaß sperrende Stellung zurück. Überwiegt der am Auslaß 15 herrschende Druck den einlaßseitigen Druck, so wird zusätzlich zu den Rückstellkräften die Schließwirkung des Steuerventils 10 erhöht und, wie in Fig. 4 dargestellt, die Dichtlippe 19 verstärkt gegen die Dichtfläche 20 des Ventilgliedes 19 angelegt. Zusätzlich ruft der auslaßseitige Druck eine elastische Aufweitung des Körpers 17 hervor, was zu einer verbesserten umfangsseitigen Abdichtung relativ zur Zylinderbohrung 12 führt.

Claims (4)

1. Schließglied (16) für ein hydraulisches Steuerventil (10), wie Rückschlagventil, Druckbegrenzungsventil oder dergleichen, mit einem formsteifen, hohlzylindrischen Körper (17), mit einer an den Körper (17) angeformten, umlaufenden Dichtlippe (19) und mit Federmitteln zum Zurückstellen der ausgelenkten Dichtlippe (19), gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

• - der Körper (17) ist zur längsverschieblichen, druckdichten Aufnahme in einer Zylinderbohrung (12) ausgebildet,
• - die Dichtlippe (19) erstreckt sich im Bereich einer Stirnseite des Körpers (17) einwärts gegen die Längsachse (18) des Schließglieds (16) und ist für den Angriff an einer radial verlaufenden Dichtfläche (20) vorgesehen,
• - die Federmittel sind als von der anderen Stirnseite des Körpers (17) ausgehende, ebenfalls radial einwärts gekrümmte Federzungen (22) zum Angriff an einer radial verlaufenden Stützfläche (14) ausgebildet.

2. Schließglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (22) in gleichmäßiger Teilung vom Körper ausgehen.

3. Schließglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (22) als Biegebalken mit dem Rückstellkraftverlauf entsprechender Federcharakteristik ausgebildet sind.

4. Schließglied nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (22) als im Körper verankerte Federblechstreifen ausgebildet sind.