DE7121899U

DE7121899U - Directional control valve

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Publication number: DE7121899U
Application number: DE7121899U
Authority: DE
Original assignee: EA Storz GmbH and Co KG
Current assignee: EA Storz GmbH and Co KG
Publication date: 1971-11-25

Description

DR-ING. DIPL.-ING. M. SC. DIPl.-l-MrS, DB. Olf...iMVf.DR-ING. DIPL.-ING. M. SC. DIPl.-l-MrS, DB. Olf ... iMVf.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKIiRHÖGER - LEGAL RIGHT-GRIESSBACH - HAECKIiR

PAT Ε NTANWÄLTC IN STUTTGARTPAT Ε NTANWÄLTC IN STUTTGART

A 38 811 h
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3.Juni 19 71A 38 811 h
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June 3, 19 71

Firma E.A. Storζ KG
72 Tuttlingen, Möhringer Str. 77-79EA Storζ KG
72 Tuttlingen, Möhringer Str. 77-79

WegeventilDirectional control valve

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil,- mit einer zwischen einem Zuflusskanal und mindestens einem Abflusskanal eines Gehäuses angeordneten freibeweglichen Kugel als Ventilglied, die mittels eines Stellgliedes gegen die Wirkung einer Gegenkraft relativ zum Ventilsitz verstellbar ist.The invention relates to a directional control valve, with one between an inflow channel and at least one outflow channel Housing arranged freely movable ball as a valve member, which by means of an actuator against the action of a counterforce is adjustable relative to the valve seat.

Wegeventile der eingangs beschriebenen Art zeichnen sich aufgrund ihres kugelförmigen Ventilgliedes durch hohe Dichtigkeit aus. Aus der _. .beweglichen Anordnung des kugelförmigen Ventilgliedes im Ventilgehäuse resultiert jedoch ein schlechtes öffnungs- und Schliessverhalten solcher Wegeventile. Ausserdem können sie in den Fällen nicht befriedigen, bei denen ausser optimaler Dichtigkeit nicht nur ein plötzliches Ingangsetzen bzw. Unterbrechen des Flusses eines Mediums sondern Variabilität der Durchsatzmenge gefordert ist.Directional control valves of the type described at the beginning are characterized by a high degree of tightness due to their spherical valve member the end. From the _. .movable arrangement of the spherical valve member However, poor opening and closing behavior of such directional control valves results in the valve housing. Besides that they cannot satisfy in those cases in which, in addition to optimum tightness, not only a sudden start-up or interruption of the flow of a medium but variability of the throughput rate is required.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, gattungsgemässe Wegeventile so zu verbessern, dass ein gutes Öffnungs- und Schliessverhalten erzielt <<ird sowie die Möglichkeit einerThe invention is based on the object of the generic type To improve directional control valves so that a good opening and closing behavior is achieved, as well as the possibility of a

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Feinsteuerung der Durchsatzmenge besteht.There is fine control of the throughput rate.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kugel ein ir.ittclc eines Stellgliedes gegen die Wirkung einer Gegenkraft verstellbarer Dosierkolben zur Regelung der Durchflussmenge zugeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the Ball an ir.ittclc of an actuator against the action of a Counterforce adjustable metering piston for regulating the flow rate is assigned.

Bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten Wegeventil sind damit die Dichtfunktion und die Steuerfunktion jeweils verschiedenen Organen zugeordnet, so dass sowohl optimale Dichtigkeit als auch eine absolut zuverlässige Feindosierung der Durchsatzmenge gewährleistet ist.In a directional control valve designed according to the invention are thus the sealing function and the control function are each assigned to different organs, so that both optimal tightness as an absolutely reliable fine metering of the throughput is guaranteed.

Bei der erfindungsgemässen Konstruktion fällt damit der Ventilkugel nur noch die Schliess- und Öffnungsfunktion zu, wobei sie lediglich noch zwischen ihrer Schliess- und Offenstellung hin- und herzusteuern ist, so dass sich während dieser Kugeibewegung, abgesehen von der vollständigen Unterbrechung des Durchflusses, die Durchsatzmenge ändern kann.In the case of the construction according to the invention, the valve ball thus falls only the closing and opening function, whereby they only have to switch between their closed and open positions is to be steered back and forth, so that during this ball movement, apart from the complete interruption of the flow, the flow rate can change.

Das Stellglied zur Betätigung der Kugel braucht hierbei mit der letzteren nicht fest verbunden sein, vielmehr reicht es aus, wenn dasselbe am Kugelumfange anliegt, um diese entgegen der Durchflussrichtung des zu regelnden Mediums in ihre Offenstellung zu bewegen. Zur Betätigung der Kugel und des Dosierkolbens können dabei verschiedene Stellglieder im Gehäuse angeordnet und zu betätigen sein, doch empfiehlt es sich, die Konstruktion so zu treffen, dass sich Kugel und Dosierkolben gemeinsam verstellen lassen. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, die Konstruktion so zu treffen, dass beide Organe mittels eines gemeinsamen Stellgliedes betätigbar sind. Um hierbei eine Feindosierung zu ermöglichen, ist es günstig, die Konstruktion des weiteren so zu gestalten, dass bei BetätigenThe actuator for actuating the ball does not need to be firmly connected to the latter, it is sufficient when the same is in contact with the circumference of the ball, in order to move it into its open position against the flow direction of the medium to be regulated to move. Various actuators can be arranged in the housing to actuate the ball and the metering piston and to be operated, but it is advisable to make the construction in such a way that the ball and the metering piston meet can be adjusted together. For this purpose it is proposed to make the construction so that both organs by means of a common actuator can be actuated. In order to enable fine metering in this case, it is advantageous to design also designed so that when pressed

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des Stellgliedes zunächst die Kugel in ihre Offenstellung gesteuert wird, bevor durch den Dosierkolben eine Verbindung zwischen Zufluss- und Abflusskanal hergestellt wird.of the actuator initially controlled the ball in its open position before a connection between the inflow and outflow channels is established by the dosing piston.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Dosierkolben koaxial zum Ventilsitz und die Kugel zwischen dem letzteren und dem Dosierkolben angeordnet. Günstig ist es hierbei, wenn die axiale Länge des in einer Zylinderbohrung geführten und in der Schliesstellung der Kugel den Zuflusskanal absperrenden Umfangsteiles des Dosierkolbens kleiner als der Durchmesser der in die Zylinderbohrung mündenden Öffnung des Zuflusskanales ist. Durch diese Massnahme ist sichergestellt, dass am Dosierkolben wirksam werdende Strömungskräfte weitgehend durch gegenüberliegende Dosierquerschnitte kompensiert werden bzw. der Dosierkolben druckentlastet ist.In a preferred embodiment, the metering piston arranged coaxially to the valve seat and the ball between the latter and the metering piston. It is beneficial here if the axial length of the guided in a cylinder bore and in the closed position of the ball blocking the inflow channel Circumferential part of the metering piston smaller than the diameter of the opening of the inflow channel opening into the cylinder bore is. This measure ensures that the dosing piston effective flow forces largely through opposing Metering cross-sections are compensated or the metering piston is relieved of pressure.

In v/eiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Stellglied, wie an sich bekannt, in Form eines axial verschiebbaren Stössels koaxial zum Ventilsitz derart anzuordnen, dass es mit seinem einen Ende am Umfange der Kugel anliegt und in an sich bekannter Weise mit seinem anderen Ende die Umfangsflache eines im Gehäuse gelagerten und mittels eines Handhebels verstellbaren Stellexzenters berührt. Durch entsprechendes Verschwenken des Handhebels lässt sich damit feinfühlig der Durchlassquerschnitt des Ventils verändern.In a further advantageous development of the invention proposed the actuator, as known per se, in the form of an axially displaceable plunger coaxially to the valve seat to be arranged in such a way that it rests with its one end on the circumference of the ball and in a manner known per se with its the other end is the circumferential surface of a bearing in the housing and touched by means of a hand lever adjustable eccentric. By swiveling the hand lever accordingly, thus sensitively change the passage cross-section of the valve.

Günstig ist es hierbei, wenn die Kugel teilweise in eine an der diesex zugeordneten Stirnseite des Dosierkolbens vorgesehene Ausnehmung mit seitlichem Spiel hineinragt, so dass eine ungenaue Konzentrizität zwischen Ventilsitz und Dosierkolbenlauffläche auf die Funktion des Wegeventiles keinen nachteiligen Einfluss ausüben kann.It is advantageous here if the ball is partially provided in an end face of the metering piston assigned to the diesex Recess protrudes with lateral play, so that an imprecise concentricity between the valve seat and the dosing piston running surface cannot have any negative influence on the function of the directional control valve.

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Das Wegeventil kann derart konzipiert sein, dass ohne den Dosierkolben zu betätigen, nach Abheben der Ventilkugel vom Ventilsitz ein nicht zu beeinflussender kleiner Flüssigkeitsstrom ständig fliesst. Dies lässt sich in einfacher Weise dadurch bewerkstelligen,- '.a&t. fler Dosierkolben einen Kanal verhültnismässig kleinen Durchmessers aufweist, über welchen der Zuflusskanal mit dem die Ventilkugel aufnehmenden Raum ständig kommuniziert.The directional control valve can be designed in such a way that without the To actuate the dosing piston, after lifting the valve ball from the valve seat, a small flow of liquid that cannot be influenced constantly flowing. This can be done in a simple manner by - '.a & t. For the metering piston, one channel proportionally Has small diameter, through which the inflow channel with the space receiving the valve ball constantly communicates.

Die Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wegeventils.The drawing shows a preferred embodiment of a directional valve according to the invention.

Dasselbe weist einen im wesentlichen quaderförmigen Gehäuseblock Io auf, der zwei einen Zuflusskanal 12 und einen Abflusskanal 14 bildende achsparallele Sacklochbohrungen aufweist, die von einander gegenüberliegenden Flachseiten in den Gehäuseblock hineingearbeitet sind. Mit 16 ist eine Zyiinderbohrung bezeichnet, die sich iüiL ihrer Achse senkrecht zu den Achsen der beiden Kanäle 12,14 erstreckt und die den Zuführkanal 12 schneidet und in den Abflusskanal 14 einmündet. Zwischen den beiden Kanälen 12,14 ist die Zylinderbohrung 16 abgesetzt; d.h. das in den Abflusskanal 14 einmündende Bohrungsteilstück weist einen kleineren Durchmesser als» das Bohrungsteilstück auf, das den Zuflusskanal 12 durchdringt. Beide Bohrungsteilstücke der Zylinderbohrung 16 definieren zwischen den beiden Kanälen 12,14 eine sich in Richtung des Abflus.^kanals 14 verjüngende, einen Ventilsitz bildende konische Ringfläche 18, der ein Ventilglied 2o in Form einer Kugel zugeordnet ist. In der Zylinderbohrung 16 ist ausser der Kugel noch ein mit 22 bezeichneter Dosierkolben angeordnet, dessen Durchmesser grosser als der Kugeldurchmesser ist und der im Bereich seines Vorderendes eine Steuerkante 24 definiert und im AchsabstandThe same has a substantially cuboid housing block Io, which has two axially parallel blind holes forming an inflow channel 12 and an outflow channel 14, which are worked into the housing block from opposite flat sides. With 16 is a Zyiinderbohrung referred to, which iüiL their axis perpendicular to the Axes of the two channels 12, 14 extends and which intersects the supply channel 12 and opens into the discharge channel 14. The cylinder bore 16 is offset between the two channels 12, 14; i.e. the portion of the bore opening into the drainage channel 14 has a smaller diameter than the bore section which penetrates the inflow channel 12. Both Bore sections of the cylinder bore 16 define a channel between the two channels 12, 14 in the direction of the outflow 14 tapering conical annular surface 18 which forms a valve seat and to which a valve member 2o in the form of a ball is assigned. In addition to the ball, a metering piston denoted by 22 is arranged in the cylinder bore 16, the diameter of which is larger than the ball diameter and which defines a control edge 24 in the area of its front end and in the center distance

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A 38 811 h - 5 -A 38 811 h - 5 -

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vcn dieser Steuerkante eine Unfangsnut 26 aufweist. An seiner vorderen Stirnseite weist der Dosierkolben ein zylindriches Ansatzstück 28 auf, in welches die das Ventilgiied 2o bildende Kugel mit seitlichem Spiel eingreift. Wie die Zeichnung deutlich zeigt, ist der Dosierkolben gernäss der Zeichnung von seiner rechten Stirnseite aus aufgebohrt, und in diese Bohrung greift eine Druckfeder 34 ein, die sich an einen Verschlussstopfen 36 zum Verschluss der Zylinderbohrung 16 abstützt. Diese Druckfeder versucht, den Dosierkolben ständig in seiner Schließstellung au halten . in welcher ausserdem die Steuerkante 24 des Dosierkolbens den Bohrungsrand 3o des Zuflusskanales 12 abdeckt und dadurch die Verbindung zwischen dem Ventilraum und dem Zuflusskanal unterbricht.has a circumferential groove 26 vcn this control edge. The metering piston has a cylindrical shape on its front face Extension piece 28, in which the valve element 2o forming ball engages with lateral play. As the drawing clearly shows, the dosing piston is according to the drawing of drilled out its right front side, and into this hole A compression spring 34 engages, which is attached to a sealing plug 36 for closing the cylinder bore 16 is supported. This compression spring tries to keep the metering piston constantly in its position Hold closed position. in which, in addition, the control edge 24 of the metering piston meets the bore edge 3o of the inflow channel 12 covers and thereby interrupts the connection between the valve chamber and the inflow channel.

Wie aus der Zeichnung deutlich zu ersehen ist, ist das Wegeventil so ausgelegt, dass auch in der Schliesstellung des Dosierkolbens und bei geringfügig abgehobener Ventiikugel von der Ventilsitzfläche ein kleiner nicht zu beeinflussender Strom des zu regelnden Mediums fliesst, wozu im Dosierkolben ein radialer Einströmkanal 38 sowie Ausströmkanäle 4o angeordnet sind. Diese Kanäle stehen mit der die Druckfeder 34 aufnehmenden Bohrung des Dosierkolbens in Verbindung und schaffen dadurch eine unmittelbare Verbindung zwischen Zuflusskanal 12 und Ventilraum tür Beaufschlagung der Vontilkugel bei geschlossenem Ventil. Mit 42 ist ein Stössel bezeichnet, der koaxial zur Zylinderbohrung 16 im Gehäuseblock axial verschiebbar gelagert ist. Dieser Stössel durchdringt den Abflusskanal 14 und liegt mit seinem einen Stösselende am Umfang der Ventilkugel 2o an, während er mit seinem anderen Ende an der kurvenförmigen Umfangsflache 4 4 eines Stellexzentc-.rs 46 anliegt, dessen im Gehäuseblock gelagerte Welle gegen die Wirkung einer Drehfeder mittels eines Handhebels 5o verdrehbar ist. Die auf den Dosierkolben wirkende Druckfeder 34 sowie der auf den DosierkolbenAs can be clearly seen from the drawing, the directional control valve is designed in such a way that, even in the closed position of the metering piston and when the valve ball is slightly lifted from the valve seat surface, a small, non-influenceable flow of the medium to be regulated flows, including a radial inflow channel 38 in the metering piston Outflow channels 4o are arranged. These channels communicate with the compression spring 34 of the dosing piston receiving bore in connection and thus create a direct connection between inlet channel 12 and valve chamber door actuation of the Vontilkugel with the valve closed. A plunger is designated by 42, which is mounted coaxially to the cylinder bore 16 in the housing block so as to be axially displaceable. This plunger penetrates the drainage channel 14 and rests with its one end of the plunger against the circumference of the valve ball 2o, while its other end rests against the curved circumferential surface 4 4 of a position eccentric 46, the shaft of which is mounted in the housing block against the action of a torsion spring a hand lever 5o is rotatable. The compression spring 34 acting on the metering piston and the one on the metering piston

— 6 *"- 6 * "

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A 38 811 h - 6 -A 38 811 h - 6 -

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3.6.71y - 137
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wirkende Betriebsdruck stellen hierbei sicher, dass sich in
jeder Ventilstellung der Stössel 42, die Ventilkugel 2o sowie der Dosierkolben 22 ständig berühren.acting operating pressure ensure that in
the plunger 42, the valve ball 2o and the metering piston 22 constantly touch each valve position.

Bei geringfügiger Verschv/enkung des Handhebels 5o zum Abheben der Ventilkugel 2o von der Ventilsitzfläche 18 wird, wie oben erwähnt, über die Kanäle 38,4o des Dosierkolbens eine verhältnismässig geringe Durchsatzmenge das Ventil passieren, wobei
diese Durchsatzmenge über einen bestimmten Schwenkbereich des Handhebels 5o unbeeinflussbar ist. Bei weiterem Ausschwenken
des Handhebels wird über den Stössel 42 eine weitere Verstellung der Ventilkugel 2o nebst des Dosierkolbens 22 bewirkt,
so dass dessen Steuerkante 24 dann den Bohrungsrand 3o des Zuflusskanales 12 freigibt, wonach der Strom des zu regulierenden Mediums in Abhängigkeit vom Verstellweg des Dosierkolbens zunehmen wird. Am Gehäuse des ' Wegeventiles können geeignete
Verstellmittel vorgesehen sein, um den Handhebel in einer die gewünschte Durchflussmenge gewährleistende Winkelstellung festzustellen. If the hand lever 5o is slightly pivoted to lift the valve ball 2o from the valve seat surface 18, as mentioned above, a relatively low throughput rate will pass through the valve via the channels 38, 40 of the metering piston, whereby
this throughput cannot be influenced over a certain pivoting range of the hand lever 5o. With further pivoting
of the hand lever, a further adjustment of the valve ball 2o together with the metering piston 22 is effected via the plunger 42,
so that its control edge 24 then releases the bore edge 3o of the inflow channel 12, after which the flow of the medium to be regulated will increase as a function of the adjustment path of the metering piston. Suitable
Adjusting means can be provided in order to determine the hand lever in an angular position ensuring the desired flow rate.

71218997.5.11.7171218997.5.11.71

Claims

A 38 811 h - 7 - y - 137 3.6.71 Protection claims:

1. Directional control valve, with one arranged between an inflow channel and at least one outflow channel of its housing freely movable ball as a valve member, which by means of an actuator against the action of a counterforce relative is adjustable to the valve seat, characterized ge ken n is characterized in that the ball (2o) by means of a Actuator (42) against the action of a counterforce adjustable metering piston (22) for regulating the flow rate assigned.

2. Directional valve according to claim 1, characterized in that the ball (2o) and the metering piston (22) can be actuated by means of a common actuator (42).

3. Directional valve according to claim 2, characterized in that the ball (2o) and the metering piston (22) by means of the actuator (42) are adjustable together.

4. Directional valve according to claim 3, characterized in that the dosing piston (22) coaxial to the valve seat (13) and the ball (2o) between the latter and the dosing piston (22) is arranged.

5. Directional valve according to claim 4, characterized in that the ball (2o) is partially in one of the neighboring one End face of the metering piston (22) provided recess protrudes with lateral play.

6. Directional valve according to claim 4 or 5, characterized in that that the axial length of the cylinder bore (16)

- 8th -

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A 38 SIl h - 8 -

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guided and in the closed position of the ball (2o) Inflow channel (12) shut-off peripheral part (32) of the Dosing piston (22) smaller than the diameter of the opening of the inlet channel opening into the cylinder bore (16) {12) is.

7, directional valve according to one of the preceding claims 4 to 6, characterized in that the metering piston (22) in the axial direction drilled open from its end face opposite the ball (2o) and a compression spring in this bore (34) is arranged to generate the counterforce, which is on the one hand at the bottom of the piston bore and on the other hand the opposite end of the cylinder bore is supported.

8, directional valve according to one of the preceding claims 4 to 7, characterized in that the actuator (42), as on known, is arranged in the form of an axially displaceable plunger coaxially to the valve seat (18), which with his one end rests against the circumference of the ball (2o) and which, in a manner known per se, has the circumferential flat with its other end (44) one mounted in the housing (lo) and by means of a hand lever (57) adjustable eccentric (46) touches.

9, directional valve according to one of the preceding claims 4 to 8, characterized in that the metering piston (22) has a channel (38) of relatively small diameter, over which the inflow caral (12) with which the ball (2o) communicating housing space.

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