DE8613507U1

DE8613507U1 - Steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil

Info

Publication number: DE8613507U1
Application number: DE19868613507
Authority: DE
Original assignee: Walter Voss Armaturenfabrik 4322 Sprockhoevel De GmbH
Current assignee: Walter Voss Armaturenfabrik 4322 Sprockhoevel De GmbH
Priority date: 1986-05-17
Filing date: 1986-05-17
Publication date: 1986-07-17

Description

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Andrejewski, Honke & Partner/ Patentanwälte in Essen

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Die Erfindung betrifft ein steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil, mit einer Zuflußbohrung, einer Abflußbohrung, einer Zylinderbohrung, einem in der Zylinderbohrung geführten Schließkolben und mit einem Dichtsitz für den Schließkolben zwischen der Zuflußbohrung und der Abflußbohrung, wobei der Schließkolben auf seiner Rückseite mit einer Schließfeder beaufschlagt ist und von der abflußseitigen Kolbenfläche ein Wechselkanal zu der rückseitigen Kolbenfläche geführt ist und die Zylinderbohrung auf der Rückseite des Schließkolbens mit einem Steuerkanal mit einem Steuerschalter in Verbindung steht.

Es sind Kolbenventile mit hydraulischer oder pneumatischer Steuerung in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Entlastende Kolbenventile können durch gesteuerte Wechselverbindung ihrer Kolbenflächen mit Leitungsdruck oder Außendruck bewegt werden, wobei die Steuerorgane verhältnismäßig klein sein können. Ventilschluß wird stets durch Federkraft, nämlich durch die Schließfeder erreicht. - Bei den bekannten Ausführungsformen ist lediglich eine ansteuerbare Durchflußrichtung verwirklicht. Folglich ist stets der Einsatz von zwei Ventilen erforderlich, wenn zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Durchflußrichtungen zur Verfügung stehen müssen. Das ist aufwendig. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welj ches sich bei Verwirklichung kompakter Bauweise durch zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Durchflußrichtungen mit mehreren Funktionen auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungs gern äßen Ventil, insbesondere Kolbenventil, dadurch, daß die Zylinderbohrung als Stufenbohrung ausgebildet ist und der Schließkolben unter Bildung eines

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Ringraumes auf der Kolbenrückseite mit einem Kragen in dem aufgeweiteten Bereich der Zylinderbohrung geführt ist, und daß von der | Zuflußbohrung ebenfalls ein Wechselkanal zu dem Ringraum geführt ist und der Ringraum ebenfalls mit einem Steuerkanal mit einem Steuerschalter in Verbindung steht. - Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich durch gesteuerte Schließ- bzw. Öffnungsfunktionen in beiden Durchflußrichtungen aus. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weisen die abflußseitige Kolbenfläche und die rückseitige Kolbenfläche identisch gleiche Wirkflächen auf, ist ferner vorgesehen, daß die zuflußseitige Kragenfläche und rückseitige Kragenfläche des Schließkolbens identisch gleiche Wirkflächen besitzen. Bei der abflußseitigen Kolbenfläc'he und zuflußseitigen Kragenfläche handelt es sich um Arbeitsflächen, bei der rückseitigen Kolbenfläche und Kragenfläche um Steuerflächen. Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet nach dem System der Identität von Arbeite- und Steuerflächen. Die Schließcharakteristik bzw. der Öffnungsdruck bei nicht angesteuerten Steuerflächen ergibt sich aus der Vorspannung und Federkonstanten der Schließfeder und ist in beiden Richtungen nahezu identisch. Da die Flächenverhältnisse zwischen den Arbeitsflächen und Steuerflächen 1:1:1:1 gewählt sind, kann das erfindungsgemäße Ventil für jede beliebige Durchflußmenge und Druckstufe hergestellt werden. Bei anderer Auslegung der Flächenverhältnisse können bestimmte Öffnungs- und Schließverhältnisse vorgegeben werden. Stets kommt man mit lediglich einer Schließfeder für das Schließen des Ventils in beiden Wirkrichtungen bzw. Durchflußrichtungen aus. Mit entsprechender Ansteuerung der Steuerflächen über die zugeordneten Steuerkanäle lassen sich in beiden Wirkrichtungen gemeinsam oder unabhängig voneinander verschiedene Ventilfunktionen realisieren, z. B. die eines Überdruckventils, eines Sperrventils, eines Reduzierventils usw..

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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt _t So sieht die Erfindung vor, daß der Wechselkanal zwischen der Abflußbohrung und der Zylinderbohrung auf der Kolbenrückseite sowie der Wechselkanal zwischen der Zuflußbohrung und dem Ringraum Drosselabschnitte aufweisen, um ein schlagartiges Füllen oder Entleeren der Zylinderbohrung auf der Kolbenrückseite und: des Ringraumes mit einem hydraulischen Druckmedium zu vermeiden. In diesem Zusammenhang empfiehlt die Erfindung ferner, daß die Querschnitte der Steuerkanäle ein Mehrfaches größer als die Querschnitte der Drosselabschnitte gewählt sind, vorzugsweise einen 1,5-fachen Querschnitt der Drosselabschnitte aufweisen. Dadurch bleibt eine wirksame Ansteuerung gewährleistet. Der abflußseitige Wechselkanal ist vorzugsweise als Zentralbohrung durch den Schließkolben hindurchgeführt. Dadurch wird kompakte Bauweise erreicht. Die Steuerkanäle können beide an eine gleiche Druckmittelquelle angeschlossen sein.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein steuerbares Ventil und insbesondere Kolbenventil verwirklicht wird, welches sich durch zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Durchflußrichtungen auszeichnet. Dadurch läßt sich eine Mehrzahl von Ventilfunktionen mit nur einem Ventil anstatt zwei Ventile herkömmlicher Ausführungsform realisieren. Sofern es sich um eine Ventilpatrone handelt, kommt man also mit einer geringeren Anzahl Patronen in üblichen Steuerblöcken aus, lassen sich folglich kleinere Steuerblöcke verwirklichen, sind schließlich weniger Aufnahme- und Verbindungsbohrungen erforderlich, so daß der Fertigungsaufwand im ganzen erheblich reduziert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

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Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in Schließstellung,

Fig. ?. den Gegenstand nach Fig. 1 in angedeuteter Offenstellung und

Fig. 3 ein Schaltschema für den Gegenstand nach Fig. 1.

In den Figuren ist ein hydraulisch steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil, dargestellt. Dieses Kolbenventil weist eine Zuflußbohrung I₁ eine Abflußbohrung 2, eine Zylinderbohrung 3, einen in der Zylinderführung 3 geführten Schließkolben 4 und einen Dichtsitz 5 für den Schließkolben 4 zwischen der Zuflußbohrung 1 und der Abflußbohrung 2 in einem Ventilblock 6 auf. Bei der Zufluß- und Abflußbohrung 1, 2 kann es sich um Leitungen mit beliebigen Querschnitten handeln. Der Schließkolben 4 ist auf seiner Rückseite in der Zylinderbohrung 3 mit einer Schließfeder 7 beaufschlagt. Von der abflußseitigen Kolbenfläche F₁ ist ein Wechselkanal 8 zu der rückseitigen Kolbenfläche F„ geführt. Die Zylinderbohrung 3 steht auf der Rückseite des Schließkolbens 4 mit einem Steuerkanal 9 und einem angedeuteten Steuerschalter 10 in Verbindung. Die Zylinderbohrung 3 ist als Stufenbohrung ausgebildet. Der Schließkolben 4 ist unter Bildung eines Ringraumes 11 auf der Kolbenrückseite mit einem Kragen 12 in dem aufgeweiteten Bereich 13 der Zylinderbohrung 3 geführt. Von der Zuflußbohrung 1 ist ein Wechselkanal 14 zu dem Ringraum 11 geführt. Der Ringraum 11 steht ebenfalls mit einem Steuerkanal 15 mit einem Steuerschalter 16 in Verbindung. Die abflußseitige Kolbenfläche F. und die rückseitige Kolbenfläche F„ v/eisen identisch gleiche Wirkflächen auf. Die zuflußseitige Kragenfläche F„ und rückseitige Kragenfläche F, des Schließkolbens 4 weisen ebenfalls identisch gleiche Wirkflächen auf. Darüf - ί hinaus besteht die Möglichkeit, daß sämtliche Wirkflächen im Verhältnis 1:1; 1:1 stehen. Bei der abflußseitigen Kolbenfläche F. Und zuflußseitigen Kragenfläche F₃

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handelt es sich um Arbeitsflächen, bei der rückseitigen Kolbenfläche F₀ und rückseitigen Kragenfläche F. dagegen um Steuerflächen. Der Wechselkanal 8 zwischen der Abflußbohrung 2 und der Zylinderbohrung 3 auf der Kolbenrückseite sowie der Wechselkanal 14 zwischen der Zuflußbohrung 1 und dem Ringraum 11 weisen Drosselabschnitte 17, 18 auf. Die Querschnitte der Steuerkanäle 9, 15 sind größer als die Querschnitte der Drosselabschnitte 17, 18 gewählt. Der abflußseitige Wechselkanal 8 ist als Zentralbohrung durch den Schließkolben 4 hindurchgeführt. Die Steuerkanäle 9, 15 können an eine gleiche Druckmittelquelle angeschlossen sein, was nicht gezeichnet ist.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventils wird im folgenden ! kurz erläutert:

: Sofern Leitungsdruck auf der Abflußseite bei F₁ ansteht und dieser ; größer als der Federdruck der Schließfeder 7 ist, öffnet der Schließj kolben 4, wenn der in die rückseitige Zylinderbohrung 3 führende Steuerkanal 9 geöffnet wird und das Druckmedium dort abfließen kann. Das wird durch Öffnen des betreffenden Steuerschalters 10 erreicht. Wird dieser Steuerschalter 10 wieder geschlossen, so wird der Schließkolben 4 durch die Federkraft der Schließfeder 7 in Schließstellung zurückgeführt, weil die Wirkflächen F₁, F„ auf beiden Kolbenseiten identisch gleich groß sind. - Ähnlich liegen die Verhältnisse auf der Zuflußseite und damit in der anderen Durchflußrichtung. Steht in der Zuflußbohrung 1 ein Leitungsdruck bei F₃ an, der höher als die Federkraft der Schließfeder 7 ist, so öffnet der Schließkolben 4 sobald der in den Ringraum 11 führende Steuerkanal 15 bzw. der darin befindliche Steuerschalter 16 geöffnet wird. Denn dann kann das Druckmedium auf der rückseitigen Kragenfläche abließen* Wird dieser Steuerschalter 16

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wieder geschlossen, baut sich erneut Druckausgleich auf der zuflußseitigen und rückseitigen Kragenflächt? F₃, F₄ des Schließ kolb ens 4 auf, so daß wiederum allein die Schließfeder 7 wirksam wird und den Schiießkolben 4 auf den Dichtsitz 5 niederdrückt.

Claims

Aindrejewski, Honke & Partner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewsk* Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte; Gebrauchsmusteranmeldung Walter Voss GmbH Altbossel 20 4322 Spj-jckhövel 1 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Post*. 100254 6. Mai 1986 Steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil Schutzansprüche:

1. Steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil, mit einer Zuflußbohrung und einer Abflußbohrung, einer Zylinderbohrung, einem in der Zylinderbohrung geführten Schließkolben und mit einem Dichtsitz für den Schließkolben zwischen der Zuflußbohrung und Abflußbohrung, wobei der Schließ- J kolben auf seiner Rückseite mit einer Schließfeder beaufschlagt ist und
von der abflußseitigen Kolbenfläche ein Wechselkanal zu der rückseitigen

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' Kolbenfläche geführt ist und die Zylinderbohrung auf der Rückseite des Schließkolbens mit einem Steuerkanal mit einem Steuerschalter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung (3) als Stufenbohrung ausgebildet ist und der j Schließkolben (4) unter Bildung eines RingrELumes (11) auf der Kolbenrückseite mit einem Kragen (12) in dem aufgeweiteten Bereich de.r Zy- [J j linderbohrung (3) geführt ist, und daß von der Zuflußbohrung (1)

j ein Wechselkanal (14) zu dem Ringraum (11) geführt ist und der Ringraum (11) mit einem Steuerkanal (15) mit einem Steuerschalter (16) in ! Verbindung steht.

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2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abflußseitige Kolbenfläche (F.) und die rückseitige Kolbenfläche (F„) identisch gleiche Wirkflächen aufweisen, und daß die zuflußseitige Kragen-■ fläche (Fg) und rückseitige Kragenfläche (F.) des Schließkolbens (4) identisch gleiche Wirkflächen aufweisen.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

-v daß der Wechselkanal (8) zwischen der Abflußbohrung (2) und der Zylinderbohrung (3) auf der Kolbenrückseite sowie der Wechselkanai (14) zwischen der Zuflußbohrung (1) und dem Ringraum (11) Drosselabschnitte (17, 18) aufweisen.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Steuerkanäls (^Q, 15) größer als die Querschnitte der Drosselabschnitte (17, 18) gewählt sind.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abflußseitige Wechselkanal (8) als Zentralbohrung durch den

j Schließkolben (4) hindurchgeführt ist.

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6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanäle (9, 15) an eine gleiche Druckmittelquelle angesöhlossen sind.