DE552640C - Umsteuerventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
15. JUNI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47gxGRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Umsteuerventil

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1931 ab

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umsteuerventil, wie es insbesondere für hydraulische Hochdruckleitungen, z. B. zur Steuerung eines hydraulischen Servomotors o. dgl., geeignet ist. Diese Ventile haben nach Art der Dreiwegeventile zwei Durchlaßquerschnitte zu steuern, und zwar zwecks Vermeidung von Druckwasserverlusten derart, daß der eine Querschnitt immer erst dann

to freigegeben wird, wenn der andere bereits geschlossen ist.

Die Erfindung erstrebt, mit einfachen Mitteln ein derartiges Ventil zu schaffen, welches auch bei hohen Betriebsdrücken stets betriebssicher arbeitet. Dies wird erreicht, indem von den zur Steuerung der Durchlaßquerschnitte verwendeten Ventilkörpern der eine in Abhängigkeit von dem Ventilantrieb, ζ. B. von einem Ventilstößel, in die Offen-Stellung gebracht wird, während die Öffnungsbewegung des anderen selbsttätig in Abhängigkeit von dem Druckverhältnis vor und hinter dem von diesem gesteuerten Durchlaßquerschnitt erfolgt. Zweckmäßig ist die An-Ordnung und die Ausbildung der beiden Ventilkörper so getroffen, daß sie als einseitig geschlossene Hohlkörper ausgebildet sind, welche mit ihren offenen Seiten ineinandergeschoben eine mit Steueröffnungen versehene Entlastungskammer bilden.

Gegenüber einer bekannten Anordnung, bei welcher die die Durchflußquerschnitte steuernden Ventilkörper beide von dem Ventilantrieb bewegt werden, hat eine Ausführung nach der Erfindung den Vorteil, daß eine Durchführung der Ventilspindel durch die Ventilkörper und damit eine dem Hochdruck ausgesetzte Stopfbuchse in Fortfall kommen kann. Abgesehen von der hierdurch erzielten Vereinfachung in dem Aufbau und der besseren Abdichtung des Ventils hat der Fortfall einer besonderen Hochdruckstopfbuchse den Vorteil, daß bei der Bewegung des Ventilantriebes nur die verhältnismäßig geringe Reibung einer Niederdruckstopfbuchse zu überwinden ist.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ein Umsteuerventil für die Steuerung eines hydraulischen Servomotors im Querschnitt dargestellt.

Das Ventilgehäuse besteht aus zwei Teilen, einem Teil 1, welcher die Zuflußöffnung 2 und die Zuführung 3 zum Treibzylinder des Servomotors enthält, und einem Teil 4, welcher den Ablaufstutzen 5 bildet und gleichzeitig als Träger eines Ventilstößels 6 mit

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Alfred Kästner in Berlin-Lichterfelde.

der Stopfbuchse 7 dient. An diesen Teil 4 des Ventilgehäuses schließt sich der Ventilantrieb an, welcher in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellt wurde. Der Antrieb kann in bekannter Weise ein Handantrieb oder ein elektromotorischer Antrieb sein.

Die zu steuernden Ventilquerschnitte sind der Querschnitt 8 und der Querschnitt 9, von to denen der erstere in dem Gehäuseteil 1 und der letztere in dem Gehäuseteil 4 sitzt. Zwischen den beiden Ventilsitzen dieser Querschnitte 8 und 9 liegt der eigentliche Ventilkörper. Er besteht aus zwei einseitig geschlossenen Hohlkörpern 10 und 11, welche mit ihren offenen Stirnseiten ineinandergeschoben sind und durch eine im Innern angebrachte Druckfeder 12 gegen die beiden Ventilsitze gedruckt werden. Der Hohlkörper 11, welcher den Ablaufquerschnitt 9 steuert, ist hierbei mit einer etwa keilförmigen Ausbuchtung versehen, in welche der Kopf" des Ventilstößels 6 lose eingreift. Die von den beiden Ventilkörpern gebildete Kammer steht vermittels der Schlitze 13 in der Wandung des Hohlkörpers 11 mit der Zuführung zum Treibzylinder und durch eine ringförmige öffnung 14 in der Stirnfläche des Hohlkörpers 10 mit dem Zufluß in Verbindung. Die Schlitze 13 werden durch das freie Ende des Hohlkörpers 10 gesteuert, wobei zum Zwecke einer vollkommenen Abdichtung der Schlitze noch eine Ringdichtung 15 und 16 vorgesehen ist. Die zum Zufluß führende ringförmige öffnung 14 wird durch einen Bolzen 17 gesteuert, welcher axial durch den Ventilkörper hindurchgeht und mit der geschlossenen Stirnwandung des Hohlkörpers 11 verbunden ist.

Die Arbeitsweise des Umsteuerventils ist folgende:

In der gezeigten Darstellung befindet sich das Ventil in Ruhe, d.h. der Treibzylinder steht unter Druck, und die beiden Durchlaßquerschnitte 8 und 9 sind geschlossen. Soll der Druck vom Treibzylinder fortgenommen werden, so wird vermittels des Ventilantriebs, bei einem elektrischen Antrieb also durch Einschalten des Motors, der Ventilstößel 6 und von diesem der Ventilkörper 11 nach links bewegt, wodurch der Querschnitt 9 freigegeben wird, so daß das Druckwasser vom Treibzylinder zu dem Ablauf stutzen 5 gelangen kann. Bei der Bewegung des Ventilkörpers 11 nach links werden die Steuerungsschlitze 13 · abgedeckt, wobei in der Endstellung des Ventilkörpers die einander zugeordneten Ringflächen 15, f6 die Öffnungen vollkommen abdichten. Gleichzeitig wird durch die Bewegung des Ventilkörpers 11 und die damit verbundene Verschiebung des Steuerbolzens 17 die ringförmige Eintrittsöffnung 14 ein wenig vergrößert, so daß Druckwasser in die Innenkammer des Ventilkörpers eintreten kann. Auf diese Weise wird eine Druckgleichheit vor und hinter der Stirnwandung des Ventilkörpers 10 hergestellt, so daß die Federkraft 12 noch voll zur Geltung kommt und der Ventilkörper in der Schließstellung bleibt.

Das Druckverhältnis ändert sich, sobald der Ventilkörper 11 nach Ablauf des Druckwassers aus dem Treibzylinder und Rückgang des Ventilstößels 6 in die Schließstellung zurückgeht. Hierbei werden näm-Hch die S teuer öffnungen 13 frei, so daß das in der Kammer enthaltene Druckwasser nach dem Treibzylinder abfließen kann. Bei dieser Rückgangbewegung wird gleichzeitig die ringförmige Eintrittsöffnung 14 nahezu wieder verschlossen, so daß nur eine geringe Menge Druckwasser in die Entlastungskammer nachströmen kann. Hierdurch entsteht ein Druckunterschied vor und hinter der Stirnwandung des Ventilkörpers 10, so daß dieser nunmehr von seinem Sitz abgehoben wird. Auf diese Weise ist die Verbindung von dem Zufluß 2 zum Treibzylinder 3 hergestellt. Bei der Öffnung des Ventilkörpers 10 wird wiederum der Steuerquerschnitt 14 vergrößert, so daß nunmehr eine größere Menge Druckwasser in die Entlastungskammer eintreten kann. Sobald eine Druckgleichheit hergestellt ist, welches zeitlich mit der Füllung des Treibzylinders zusammenfällt, geht der Körper 10 in seine Schließstellung zurück, und das Ventil befindet sich wieder in der Ruhestellung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist.

Wie die Schilderung der Arbeitsweise zeigt, werden bei einem derartigen Ventil während des Umsteuervorganges Druckverluste praktisch fast vollkommen vermieden, ein Vorteil, welcher bei den zur Anwendung kommenden hohen Drücken von besonderer Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Ventil in dem unter Druck stehenden Teil keine Stopfbuchsen erfordert, so daß die Abdichtung nach außen sehr leicht und sicher erfolgen kann. Der Fortfall einer uo großen Stopfbuchsendichtung hat den weiteren Vorteil, daß bei der Bewegung des Ventils nur eine verhältnismäßig geringe StopfBuchsenreibung zu überwinden ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Umsteuerventil, insbesondere für hydraulische Hochdruckleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß von den die beiden Durchlaßquerschnitte (8 und 9) steuernden Ventilkörpern (10 und 11) der

   eine (ιι) in Abhängigkeit von dem Ventilantrieb (Stößel 6) in die Offenstellung gebracht wird, während die Öffnungsbewegung des anderen (io) selbsttätig in Abhängigkeit \^ron dem Druckverhältnis vor und hinter dem von diesem gesteuerten Durchlaßquerschnitt erfolgt.
2. 2. Umsteuerventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlkörper (io und ii) eine Entlastungskammer bilden, welche mit Öffnungen (13 und 14) für den Ein- und Auslaß des zu steuernden Durchlaufmittels versehen ist.
3. 3. Umsteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Öffnungsbewegung eines jeden der beiden Hohlkörper (10 und 11) die Austrittsöffnungen (13) abgedichtet werden, indem vorzugsweise die in der Wandung eines der Hohlkörper (11) vorgesehenen Öffnungen von der Mantelfläche des anderen Hohlkörpers (10) abgedeckt werden.
4. 4. Umsteuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke einer vollkommenen Abdichtung das freie Ende eines der Hohlkörper (10) und eine auf dem anderen Hohlkörper (11) zugeordnete Dichtungsfläche eine Druckdichtung (15, 16) für die Austrittsöffnungen bilden.
5. 5. Umsteuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (14) von einem in der Stirnwandung eines der Hohlkörper (10) vorgesehenen ringförmigen Spalt (14) gebildet wird, dessen Querschnitt von einem mit dem anderen Hohlkörper (11) verbundenen Bolzen (17) o. dgl. gesteuert wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen