DE7805968U1

DE7805968U1 - Pressure balanced valve for HSA fluids

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Publication number: DE7805968U1
Application number: DE7805968U
Authority: DE
Original assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal De GmbH
Current assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1978-02-28
Publication date: 1983-01-27

Description

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: it Ί ί 1 *»·* * t Ί ί 1 * »· * * t Beschreibung:Description: ·_· 3 «_ .· _ · 3 «_.

Die Neuerung ,betrifft ein druckausgeglichenes Ventil für HSA-Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The innovation concerns a pressure-balanced valve for HSA fluids according to the preamble of the patent claim.

Aus der DE-OS 22 23 951 ist ein Steuerventil für pneumatische Antriebsaggregate bekannt, deren Druckräume von einem Schieberkolben wechselseitig mit Druckluft beaufschlagbar sind. Auf dem Umfang des Schieberkolbens sind zur Abdichtung der Druckmittelanschlüsse in Nuten eingelegte Dichtungsringe vorgesehen-Beim Verschieben des Schieberkolbens während des Schaltvorganges überfahren die Dichtungsringe abwechselnd einen Umlaufkanal in der dem Kolben gegenüberliegenden Zylinderwandung, ','. '. der in eine radial gerichtete, zu einem Arbeitsraum des Antriebs*-*·, aggregates führende Querbohrung einmündet. Diese Ausbildung *'/" eines Schieberkolbenventils ist jedoch nicht für unter Hoch- ;,,„;. druck stehende HSA-Flüssigkeiten geeignet, da die Dichtungsringe", beim überfahren des Umlaufkanals durch die hohe Strömungs- "" geschwindigkeit des Druckmediums aus den sie aufnehmenden Nutejf*.*. herausgespült und im weiteren Arbeitsgang zerstört werden ." I^ würden. · *··From DE-OS 22 23 951 a control valve for pneumatic drive units is known, the pressure chambers of which can be acted upon alternately with compressed air by a slide piston. Sealing rings inserted into grooves are provided on the circumference of the slide piston to seal the pressure medium connections . '. which opens into a radially directed transverse bore leading to a working space of the drive * - * · unit. However, this design * '/ "of a spool valve is not suitable for HSA fluids under high pressure, because the sealing rings""when passing over the circulation channel due to the high flow""speed of the pressure medium from which they receiving Nutejf *. *. flushed out and destroyed in the further operation. " I ^ would. · * ··

Aus der DE-AS 12 14 088 ist ferner ein Mehrwegeventil in Schieberkolbenbauart bekannt, bei dem zur Steuerung des Druckmittels flache Umlaufkanäle zwischen dem Schieberkolben und der Innenwandung der Zylinderbohrung vorgesehen sind, die in ihrer Breite dem Verschiebeweg des Schieberkolbens angepaßc sind. Weiterhin kann der Arbeitsraum des an das Ventil angeschlossenen ArbeitsZylinders über eine radiale Querbohrung, die in eine als Sackloch ausgebildete zentrale Längsbohrung im Schieberkolben einmündet, zur Rücklaufleitung entlastet werden. Dieses Ventil benötigt keine Dichtungsringe zur gegenseitigen Abdichtung der Umlaufkanäle und der Querbohrung, weil offensichtlich Hydrauliköl als Druckmittel verwendet wird. Die relativ hohe Viskosität des Öls macht eine Abdichtung derFrom DE-AS 12 14 088 a multi-way valve in slide piston design is also known, in which to control the pressure medium Flat circulation channels are provided between the slide piston and the inner wall of the cylinder bore, which in their width are adapted to the displacement of the slide piston. Furthermore, the working space of the connected to the valve Working cylinder via a radial transverse bore that opens into a central longitudinal bore formed as a blind hole in the slide piston, are relieved to the return line. This valve does not need any sealing rings for the mutual sealing of the circulation channels and the transverse bore, because obviously Hydraulic oil is used as a pressure medium. The relatively high viscosity of the oil makes a seal of the

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Steuerungskanäle und Bohrungen für das Druckmittel zwischen den Eintritts- und Austrittsöffnungen überflüssig. Zur Abdichtung sind schon relativ grobe Passungen zwischen dem Außenmantel des Schieberkolbens und der Innenwandung des Ventilgehäuses ausreichend, weil auch ohne Dichtungselemente nur geringe Leckagen entstehen, welche die Funktion des Ventils nicht beeinträchtigen. Dagegen verursachen HSA-Flüssigkeiten aufgrund der wesentlich geringeren Viskosität bei gleicher Spaltweite so große Leckagen, daß eine einwandfreie Funktion des Ventils insbesondere bei hohen Drücken nicht mehr gegeben ist. In der Praxis werden daher mit HSA-Flüssigkeiten betriebene Druckmittelverbraucher vorwiegend durch herkömmliche Kegel- oder Kugel-Sitzventile gesteuert.Control channels and bores for the pressure medium between the inlet and outlet openings are superfluous. For sealing are already relatively rough fits between the outer casing of the slide piston and the inner wall of the valve housing sufficient, because even without sealing elements only minor leaks occur, which would impair the function of the valve not affect. In contrast, HSA liquids cause the same due to their significantly lower viscosity Gap width such large leaks that the valve no longer functions properly, especially at high pressures is. In practice, therefore, pressure medium consumers operated with HSA fluids are mainly used by conventional cone or Ball seat valves controlled.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein druckausgeglichenes Ventil der eingangs genannten Art für HFA-Flüssigkeiten zu schaffen, bei dem eine lange Einsatzdauer (Standzeit) der Dichtungen gewährleistet ist und das kostengünstig herzustellen ist.The innovation is therefore based on the task of creating a pressure-balanced To create valve of the type mentioned for HFA liquids, in which a long period of use (Service life) of the seals is guaranteed and that is inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst.This object is achieved with the means specified in the characterizing part of the main claim.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung eines druckausgeglichenen Ventils für HFA-Flüssigkeiten wird erreicht, daß beim Verschieben des Schieberkolbens in die beiden Endstellungen die jeweils den Hochdruck gegenüber dem Rücklauf abdichtenden Dichtungsringe zwischen den beiden Umlaufkanälen einerseits und zwischen der Austrittsöffnung und dem hinteren Bereich der GehSuseinnenwandung andererseits jeweils von druckbeaufschlagten Radialbohrungen überfahren werden. Die Dichtungsringe werden beim Überfahren durch den in den RadialbohrungenWith the inventive design of a pressure-balanced valve for HFA liquids is achieved that when Moving the spool into the two end positions, each sealing the high pressure against the return Sealing rings between the two circulation channels on the one hand and between the outlet opening and the rear area the inner wall of the housing, on the other hand, from pressurized Radial bores are driven over. The sealing rings are driven over by the in the radial bores

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anstehenden Druck in die Ringnuten der Gehäuseinnenwandung hineingedrückt, so daß die Druckflüssigkeit auf den Dichtungsringen einen Schmierfilm bildet, über den die Bohrungen kontaktlos hinweggleiten. Auf diese Weise wird Verschleiß an den besonders beanspruchten Dichtungsringen vermieden. Die somit erreichte lange Lebensdauer der Dichtungsringe gewährleistet eine große Betriebssicherheit des Ventils. Die Abdichtung erfolgt bei normalen Toleranzen zwischen dem Kolbenschieber und der Gehäuseinnenwandung, so daß das aus wenigen Einzelteilen bestehende Ventil auf einfache Weise kostengünstig herzustellen ist.pending pressure is pressed into the annular grooves of the inner wall of the housing, so that the hydraulic fluid on the sealing rings forms a lubricating film over which the bores slide without contact. This way, wear and tear on the particularly stressed sealing rings avoided. The long service life of the sealing rings thus achieved is guaranteed great operational reliability of the valve. Sealing takes place with normal tolerances between the piston valve and the inner wall of the housing, so that the valve, which consists of a few individual parts, can be manufactured inexpensively in a simple manner is.

Im folgenden wird die Neuerung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein druckausgeglichenes Steuerventil, wobei der Schieberkolben in der rechten Zeichnungshälfte in der O-Stellung und in der linken Hälfte in der Öffnungsstellung dargestellt ist.The innovation is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows a cross section through a pressure-balanced control valve, the slide piston in the right half of the drawing in the O-position and in the left Half is shown in the open position.

Das druckausgeglichene Ventil für HFA-Flüssigkeiten ist mit einer Eintrittsöffnung 1 im Ventilgehäuse 2 an einer nicht dargestellten Hochdruckleitung angeschlossen. Dahinter liegen nebeneinander eine Anschlußöffnung 3 für die nicht dargestellte Druckzuleitung eines Druckmittelverbrauchers sowie eine Austritts öffnung 4- für eine ebenfalls nicht dargestellte Rücklaufleitung zu einem Tank. Zur wechselweisen Verbindung der Anschlußöffnung 3 für den Druckmittelverbraucher mit der Eintrittsöffnung 1 für die Hochdruckzuleitung einerseits und mit der Austrittsöffnung 4- für den Rücklauf ist an der Gehäuseinnenwandung 5 des am Boden 6 verschlossenen Ventilgehäuses 2 ein Schieberkolben 7 um den Betrag eines Verschiebeweges L längsverschiebbar gelagert und am Ventilgehäuseboden 6 auf einer Rückstellfeder 8 abgestützt. The pressure balanced valve for HFA fluids is connected to an inlet opening 1 in the valve housing 2 on a high pressure line, not shown. Behind lie next to one another a connection opening 3 for the pressure supply line, not shown, of a pressure medium consumer as well as an outlet opening 4- for one as well return line, not shown, to a tank. To the alternating connection of the connection opening 3 for the pressure medium consumer with the inlet opening 1 for the High pressure feed line on the one hand and with the outlet opening 4- for the return is on the inside wall of the housing 5 of the am Bottom 6 closed valve housing 2 a slide piston 7 longitudinally displaceable by the amount of a displacement path L. stored and supported on the valve housing base 6 on a return spring 8.

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Der Schieberkolben 7 wird durch einen Druckknopf 9 an der offenen (vorderen) Seite des Ventilgehäuses 2 gegen die Rückstellkraft .der Feder 8 aus in der rechten Zeichnungshälfte dargestellten O-Stellung in die in der linken Zeichnungshälfte dargestellte Öffnungsstellung verschoben.The slide piston 7 is by a push button 9 on the open (front) side of the valve housing 2 against the Restoring force .der the spring 8 from the O-position shown in the right half of the drawing to the one in the left half of the drawing shown open position shifted.

Auf der Mantelfläche des Schieberkolbens 7 sind im Abstand des Verschiebeweges L voneinander entfernt ein vorderer 10 ucd sin hinterer 11 flacher Umlaufkanal in der Breite des Vex"3chiebeweges L vorgesehen. In den äußeren Randbereich des vorderen Umlaufkanals 10 münden hintere RadialbohrungenOn the outer surface of the slide piston 7, a front 10 is spaced apart from one another at the distance of the displacement path L ucd sin rear 11 flat circulation channel the width of the Vex "3schiebeweges L provided. In the outer edge area of the front circulation channel 10 open into rear radial bores

12 ein, die von einer nach außen verschlossenen Längsbohrung12 a, by an outwardly closed longitudinal bore

13 im vorderen Bereich des Schieber-kolbens 7 ausgehen. Aus der Längsbohrung 13 zweigen weiterhin vordere Radialbohrungen13 go out in the front area of the slide piston 7. the end the longitudinal bore 13 also branch off front radial bores

14 ab, die in der Öffnungsstellung des Schieberkolbens 7 mit "_t" einer von der Eintritts öffnung 1 ausgehenden Querbohrung 15 i._ki;. für die Hochdruckzufuhr zur Deckung gebracht werden. Eine ]"**. weitere Querbohrung 16 ist in dem Ventilgehäuse 2 zur Ver- '···· bindung mit der Austrittsöffnung 4 des Rücklaufs vorgesehen.14 from, which in the open position of the spool 7 with " _t " of an outgoing from the inlet opening 1 transverse bore 15 i. _ki;. for the high pressure supply are brought to cover. Another transverse bore 16 is provided in the valve housing 2 for connection to the outlet opening 4 of the return line.

Von der Anschlußöffnung 3 für den Verbraucher zweigen zwei Verbindungskanäle 17 und 18 ab, die in der O-Stellung des Schieberkolbens 7 im Abstand des Verschiebeweges L in die einander benachbarten inneren Randbereiche des vorderen 10 und des hinteren 11 Umlaufkanals einmünden. In nicht bezeichneten Ringnuten auf der Mantelfläche des Schieberkolbens 7 sind zur Abdichtung des Hochdrucks gegenüber dem Rücklauf Dichtungsringe 19 - 23 vorgesehen, von denen der die vorderen Radialbohrungen 14 nach außen abdichtende Ring mit 19, der zwischen dieser und der Querbohrung 15 der Eintritts öffnung 1 liegende Ring mit 20, der zwischen dieser und dem vorderen Umlaufkanal 10 liegende Ring mit 21, der zwischen den beiden Umlaufkanälen 10 und 11 liegende Ring mit 22 und der den hinteren UmIaufkanal 11 nach außen abdichtende Ring mit 23 bezeichnet sind=Two branch off from the connection opening 3 for the consumer Connecting channels 17 and 18, which in the O position of the spool 7 at a distance of the displacement path L in the Adjacent inner edge regions of the front 10 and rear 11 circulation channels open. In undesignated Annular grooves on the outer surface of the slide piston 7 are sealing rings to seal the high pressure against the return 19-23 are provided, of which the ring sealing the front radial bores 14 to the outside with 19, the between this and the transverse bore 15 of the inlet opening 1 lying Ring with 20, the ring with 21 lying between this and the front circulation channel 10, that between the two circulation channels 10 and 11 lying ring with 22 and that of the rear circumferential duct 11 to the outside sealing ring are denoted by 23 =

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In der O-Stellung des Schieberkolbens 7 liegt die Querbohrung 15 der Eintrittsöffnung 1 für die Hochdruckzufuhr an der Mantelfläche des Schieberkolbens 7 zwischen den Dichtungsringen 20 und 21 an, so daß keine Hochdruckflüssigkeit in den Schieberkolben 7 gelangen kann. Die Anschluß öffnung 3 für die Verbraucherzuleitung ist über den in den inneren Randbereich des hinteren Umlaufkanals 11 einmündenden "Verbindungskanal 18 und über die in den äußeren Randbereich desselben Umlaufkanals 11 einmündende Querbohrung 16 mit der Austrittsöffnung 4 der Rücklauf leitung verbunden, so daß Druckflüssigkeit von dem Verbraucher in den Tank zurückfließen kann. In dieser Stellung ist die mit der Anschlußöffnung 3 des Verbrauchers über den in den inneren Randbereich des vorderen Umlaufkanals 10 einmündenden Verbindungskanal 17 verbundene Längsbohrung 13 drucklos, wobei die zwischen den Dichtungsringen 19 und 20 angeordneten Radialbohrungen 14 gegen die Gehäuseinnenwandung 5 anliegen.The transverse bore is in the O position of the spool 7 15 of the inlet opening 1 for the high pressure supply on the lateral surface of the slide piston 7 between the Sealing rings 20 and 21, so that no high pressure liquid can get into the spool 7. The connection opening 3 for the consumer supply line is via the into the inner edge area of the rear circulation channel 11 opening "connecting channel 18 and via the transverse bore opening into the outer edge region of the same circulation channel 11 16 connected to the outlet opening 4 of the return line, so that hydraulic fluid from the consumer in can flow back into the tank. In this position, the one with the connection opening 3 of the consumer via the in the inner edge area of the front circulation channel 10 opening connecting channel 17 connected longitudinal bore 13 pressureless, the radial bores 14 arranged between the sealing rings 19 and 20 against the housing inner wall 5 issue.

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Durch das Verschieben des Schieberkolbens 7 aus der 0-Stel- ■":";By moving the spool 7 out of the 0 position ■ ":";

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lung um den Verschiebeweg L in die Öffnungsstellung wird die _;> · Querbohrung 15 der Eintrittsöffnung 1 für den Hochdruck mit den vorderen Radialbohrungen 14 zur Deckung gebracht. Gleichzeitig liegen die Verbindungskanäle 17 und 18 über den beiden Endbereichen des vorderen Umlaufkanals 10, so daß die Hochdruckflüssigkeit aus der Eintrittsöffnung 1 über die vorderen Radialbohrungen 14, die Längsbohrung 13 und die hinteren Radialbohrungen 12 des Schieberkolbens 7 in die Anschlußöffnung 3 zum Verbraucher gelangt. In dieser Stellung mündet die Querbohrung 16 der Austrittsöffnung 4 für den Rücklauf in den hinteren Umlauf 31, der zwischen den Dichtungsringen 22 und 23 an der Gehäusewandung 5 anliegt.development by the displacement L in the open position, _the, the inlet opening 1 _brought> · transverse bore 15 for the high pressure with the front radial bores 14 to cover. At the same time, the connecting channels 17 and 18 are above the two end regions of the front circulation channel 10, so that the high-pressure liquid from the inlet opening 1 reaches the consumer via the front radial bores 14, the longitudinal bore 13 and the rear radial bores 12 of the spool 7 into the connection opening 3. In this position, the transverse bore 16 of the outlet opening 4 for the return flows into the rear circuit 31, which rests against the housing wall 5 between the sealing rings 22 and 23.

Beim Verschieben des Schieberkolbens 7 in die Öffnungsstellung werden der Dichtungsring 20 von der druckbeaufschlagtenWhen moving the slide piston 7 into the open position the sealing ring 20 from the pressurized

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Querbohrung 15 sowie der Dichtungsring 22 von dem drucklosen Verbindungskanal 18 überfahren, der "beim Zurückschieben in
die O-Stellung ebenfalls mit Hochdruck "beaufschlagt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die in den Bohrungen anstehende Druckflüssigkeit stets von ohen auf die Dichtungsringe 20 und 22 wirkt, so daß diese in die Ringnuten hineindrückt und von den Bohrungen 15 und 18 kontaktlos überfahren werden.Cross bore 15 and the sealing ring 22 passed over by the pressureless connection channel 18, which "when pushed back into
the O position is also acted upon with high pressure ". This ensures that the pressure fluid present in the bores always acts from above on the sealing rings 20 and 22, so that these press into the annular grooves and without contact from the bores 15 and 18 be run over.

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Claims

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Applicant: Hermann Hemschsidt Maschinenfabrik GmbH & Co. Bornberg 97 - 103, 5600 Wuppertal 1

Pressure balanced valve for HFA fluids

Protection claim:

Pressure-compensated valve for HFA fluids with a slide piston, which is used to alternately connect a pressure medium consumer with a high pressure line in the open position of the valve and with a return line in the O position of the valve is mounted displaceably by a predetermined displacement in a valve housing which is attached to a Long side in the opening direction of the spool next to each other has a mictlere connection opening for the consumer and a rear outlet opening for the return, the openings against each other and to the outside to avoid gap and leakage losses through on the jacket surface of the slide piston mounted in annular grooves sealing rings are sealed, characterized in that the slide piston (7) on the lateral surface in the width of the displacement path (L) and at this distance from one another a front (10) and a rear (11) flat overflow channel and in the front area one that is closed to the outside Has longitudinal bore (13), from the front (14) and rear (12) radial bores extend, the rear (12) in the outer The edge area of the front circulation channel (10) open and its front (14) in the open position of the slide piston (7) are connected to the inlet opening (1) for the high pressure that in the valve housing (2) from the connection opening (3) for the Consumers starting from two connecting channels (17, 18) are provided, which in the O position of the spool (7) in the

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Distance of the predetermined displacement path (L) open into the inner edge areas of the two circulation channels (10, 11) and in the open position via the front circulation channel (10), the radial holes (12, 14) and the longitudinal bore (13) are connected to the inlet opening (1) for the high pressure I, and that the outlet opening (4) for the return in

§J the O-position of the spool in the inner and in the

f Open position in the outer edge area of the rear

I running channel opens.