DE8618423U1 - Steuerventil mit Entlastungsventil für hydraulische Anlagen, insbesondere Pressen - Google Patents

Description

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Beschreibung

Steuerventil mit Entlastungsventil für hydraulische Anlagen, insbesondere Pressen.

Zur Steuerung hydraulischer Anlagen, beispielsweise hy- j draulischer Pressen, werden Steuerventile verwendet, deren

j Ventilkegel von Federn auf den Ventilsitz gedrückt und

in der Schliesstellung von dem auf dem Ventilkegel zusätzlich wirkenden Druck der Flüssigkeit den Ventilschluss bewirken. Das öffnen dieser Ventile erfolgt durch einen Hebe· ^; ^ ) stift, mit Jem der Ventilkegel gegen die Kraft der Feder und ^; den Druck der Flüssigkeit vom Ventilsitz abgehoben wird.

Abhängig vom Durchmesser des Ventilkegels und Druck der zu steuernden Flüssigkeit ist es erforderlich, dem Steuer-. ventil ein Entlastungsventil zuzuordnen, über das der auf

den Ventilkegel wirkende Druck abgebaut und somit der

Ventilkegel lediglich gegen die Kraft der auf ihn im

*; Schließsinn wirkenden Feder von seinem Ventilsitz abge-

&idiagr; hoben werden kann. Es ist üblich, den Entlastungsventil-

Jregel im Ilauptventilkegel zu führen und den Hebestift so auszubilden, daß er auf seinem Hubweg im Öffnungssinn nacheinander den Entlastungsventilkegel von seinem Ventil-.·-. sitz im Hauptventilkegel und dann zeitlich verzögert,

damit der auf den Hauptver.tilkegel wirkende Druck abge-S baut werden kann, den Hauptventilkegel selbst von seinem

Ventilsitz abheben kann. Um das vollständige Schließen des Hauptventilkegels und den Aufbau eines Schließdrucks neben der Federkraft ebenso wie das Aufstoßen des Entl^stungsvcmtilkegels beim öffnen des Ventils zu ermöglichen, wird eine Nachfüllbohrung geringen Querschnitts vorgesehen, die den Raum oberhalb des Hauptventilkegels mit der Druckmedienzufuhr verbindet· (Hydraulische Pressen, Ernst Müller, Springer Verlag 1939, Seiten 101 bis 104; Dß-PS 525 168; DE-PS 1 157 867) Steuerventile vorbeschric-

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boncf Bauart sind lange bekannt und Weit verbreitet eingesetzt* ils ist ein Erfordernis -, die Nächfüllböhrürig im Verhältnis zum Querschnitt des Entlastüngsvöntilkegeis mehr= fach kleiner auszuführen, anderenfalls beim öffnen des Üntlastungsventilkegels die Über die Nachfüllbohrung nachfließende Druckflüssigkeit im Verhältnis zu der über das Entlastungsventil abfliessenden Druckflüssigkeit nicht die nötige Entlastung erbringen würde, um den Ilauptventilkegcl mit der gewünscht geringen Kraft von seinem Sitz abheben zu können. Dieses Erfordernis hat aber den Nach-

&Ggr;) teil zui' Folge, daß diese Steuerventile verhältnismäßig langsam schließen, da die Flüssigkeit über die Nachfüllbohrung nur über längere Zeit und nur dann nachfließen kann, wenn sich ein ausreichender Druckunterschied aufgebaut hat. Dieser Druckunterschied stellt sich ein, wenn Sich der ilauptventilkegel seinem Sitz weitgehend genähert hat, wobei sich auch im Ventilspalt eine hohe Strömungsgeschwindigkeit einstellt, durch die Ventile einem hohen Verschleiß unterworfen sind. Dem kann allenfalls dadurch entgegengewirkt werden, daß der Entlästungsventilkegel beim Schließn des Ventils nur so langsam durch den Hebestift abgesenkt wird, daß der Hauptventilkegel folgen kann, ohne daß der Entlastungsventilkegel vor dem Hauptventil-

C kegel zum Schließen kommt, obgleich auch hierdurch das Schließen des Ventils nicht ausreichend schnell erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schließgeschwindigkeit eines vorbeschriebenen Steuerventils mit Entlastungsventil zu erhöhen und dabei Strömungsgeschwindigkeiten auszuschließen, die die Lebensdauer des Ventils erheblich beeinträchtigen wurden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der iinuptvchtilkegel eines Steuerventils mit Entlastungsventil oberhalb des Ventilsitzes für den Entlastungsventilkegel eine Bohrung aufweist, in der ein mit dem EntlästungsVeiltilkcgel verbundener Steuerschieber gleitet, der Steuerschieber mit die Zylinderräume zu seinen beiden Seiten verbindenden Durchbrechungen versehen ist und dem Steuerschieber eine Ringkammer in der Bohrung im Ilauptventilkegel zugeordnet ist, in die die Nachfüllbohrung mündet, wobei die

v. Ringkammer vom Steuerschieber bei geöffnetem Entlastungsventil (Offenstellung bzw* Öffnungsbewegung des Hauptventilkegels) abgedeckt und bei geschlossenem Entlastungsventil (Schließstellung bzw. Schließbewegung des Hauptventilkegels) und damit die Verbindung der Druckmedienzufuhr mit dem Raum oberhalb des Hauptventilkegels freigegeben ist. Der erfindungsgemäß vorgesehene Steuerschieber läßt es zu, die Nachfüllbohrung mit einem Querschnitt auszuführen, durch das ohne große Druckunterschiede in kürzester Zeit die Flüssigkeitsmenge nachfließen kann, die einen schnellen Ventilschluß zuläßt, während beim öffnen des Ventils der Steuerschieber die Nachfüllbohrung absperrt, und so zu einer

f ) sofortigen und vollständigen Entlastung des Ilauptventilkegels führt.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel, wobei

Figur 1 das Ventil in Schließstellung zeigt. Der in *** Figur 1 angedeutete Ausschnitt ist in

Figur la als Abwandlung des Ausführungsbeispiels dargestellt. Jeweils in einem Ausschnitt ist das Ventil nach Figur 1 in

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Figur 2 während der dffnüngsbeWegLmg iri

Figur 3 in Offenstellung und in

Figur 4 während der Schließbewegung dargestellt.

Das Steuerventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1, das mit einer zentralen, mehrfach abgesetzten Bohrung 2, einem Druck-

f ) flüssigkeitseintritt 3 und einem Druckflüssigkeitsaustritt 4 verseilen ist. Nach unten ist das Ventilgehäuse 1 durch eine in die Bohrung 2 eingesetzte Stopfbüchse 5 abgeschlossen, die von einem Hebestift 6 durchsetzt ist. Eine Brille 7 mit einer Packung 8 besorgt die Abdichtung des Hebestift 6 in der Stopfbüchse 5. Über ein nicht dargestelltes Steuermittel wird der Hebestift 6 in axialer Richtung bewegt und bewirkt dadurch das öffnen und Schließen des Ventils. In die Bohrung des Ventilgehäuses 1 eingesetzt sind ferner eine Zwischenbüchsc 9, eine mit der Sitzfläche 10 versehene Ventilbüchse und eine Kappe 12, die durch einen in den Gewintfeabschnitt 13 der Bohrung 2 eingeschraubten Gewindering 14 in der Bcihi'ung 2 des Ventilgehäuses 1 festgelegt und mit Dichtungs-

^ ringen 15 gegeneinander und im Ventilgehäuse 1 abgedichtet sind.

In der Bohrung der Ventilbüchse 11 geführt ist ein Hauptv-entilkegel 16, der in der Schließstellung des Ventils auf der Sitzfläche 10 in der Ventilbüchse 11 ruht. Dieser Hauptventilkegel 16 ist durchbohrt, wobei die Bohrung abgesetzt ist und mit einer Sitzfläche 17 für einen Entlastungsventilkegel 18 versehen ist. Der Entlastungsventilkegel 18 ist mit einem Führungsschaft 19 versehen und von diesem in der Bohrung im Hauptventilkegel 16 geführt. Parallel zu dem den Führungsschaft 19 aufnehmenden Abschnitt der zentralen Bohrung sind

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Stichböhrungen 20 im Hauptventilkegel 16 für den Flüssigke^tsdlirchlaß vorgesehen. Oberhalb des von der Sitzfläche 17 gebildeten Ventilsitzes für den Entlastungsventilkegel 18 ist aat, Hauptventiikegel 16 zur Bohrung 21 auf gebohrt. Diese Bohrung 21 ist von einer Ringkammer 22 unterbrochen, in die eine Nachfüllbohrung 23 mündet. Mit dem Entlastungsventilkegel 18 ist ein Steuerschieber 24 verbunden, der schließend

__ in die Bohrung 21 eingepaßt und so bemessen ist, daß er in der Schließstellung des Entlastungsventilkegels 18 die Ring-

\J kammer 22 freigibt und bei von der Sitzfläche 17 abgehobenem Entlastungsventilkegel 18 die Ringkammer abdeckt. Der Steuerschieber 24 ist mit Durchbrechungen 25 verseilen, die die Zylinderräume zu beiden Seiten des Steuerschiebers 24 miteinander verbinden. Der Entlastungsventilkegel 18 ist mit einem ,Bund 26 und einem Zapfen 27 als Sitz einer Feder 28 versehen. Die Feder 28, die sich in einer Bohrung 29 in der Kappe 12 abstützt, wirkt auf den Entlastungsventilkegel 18 im Schließsinn. Ruht der Entlastungsvcntilkegel 18 auf der Sitzfläche 17 im Hauptventilkegel 16,so wirkt die Feder 28 ebenfalls auf den Hauptventilkegel 16 im Schließsinn.

( ^N) Eine Abwandlung zeigt die Figur la. Hier sitzt eine Feder 28a auf einer Schulter 26a und einem Zapfen 27a als Entlastungsventilkegel 18 und stützt sich in einer Hülse 30 ab. Die Hülse 30 dient mit einer Schulter 31 einer Feder 32 als Sitz und die Feder 32 stützt sich hier in der Bohrung 29 der Kappe 12 ab. Da die Feder 32 mit größerer Kraft als die Feder 28a drückt, wirkt die Feder 32 stets mit der überschiessenden Kraft auf den Hauptventilkegel 16, in dem die Hülse 30 sitzt. Somit wirkt zu jeder Zeit auf den Hauptventilkegel 16 eine Kraft im Schließsinn, worin der Vorteil dieser Abwandlung liegt. Die Hülse 30 ist mit Durchbrechungen 33 für den Flüssigkeits-

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durchlaß versehen.

Die in die Ringkammer 22 mündende Nachfülibohrung 23 wird aus dem Ringraum 34 gespeist, der sich wie die Nachfüllbohrung 23 im Hauptventilkegel 16 befindet. Dem Ringraum 34 zugeordnet ist eine Nachfüllbohrung 35 in der Ventilbüchse 11. Mit 36 sind Durchlässe für die eintretende flüssigkeit in der Ventilbüchse 11 und mit 37 sind Durchlässe für die austretende Flüssigkeit in der Zwischenbüchse 9 bezeichnet.

Punktiert ist eine Nachfüllbohrung 38 dargestellt, wie sie nach dem Stande der Technik anstatt der Nachfüllbohrungen 23 und 35, dem Ringraum 34 der Ringkammer 22 und dem Steuerschieber 24 in der Bohrung 21 des Hauptventilkegels vorgesehen war.

Wie aus der Figur 1 zu ersehen, ist der Hebestift 6 soweit abgesenkt, daß zwischen ihm und dem Führungsschaft 19 ein geringes Spiel besteht. Von der Feder 28 bzw. den Federn 2Sa und 32 sind der Hauptventilkegel 16 auf die Sitzfläche 10 und der Entlastungsventilkegel 18 auf die Sitzflüche 17 gedrückt. Im Raum 39 hat sich der Flüssigkeitsdruck aufgebaut, der zusammen mit der Feder 28 bzw. den Federn 28a und 32 das Haupt- und Entlastungsventil geschlossen hült.

Zürn öffnen des Ventils wird, wie die Figur 2 zeigt, der Hebestift 6 angehoben, der zunächst den lintlastungsventilkcßcl 18 gegen die Kraft der Fe ^ > 28 bzw. 28a und den Flüssigkeitsdruck anhebt, so daß sich der Bntiastungsventilkegel IB von seinem Sitz 17 abhebt, das Entlastungsventil

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sich also öffnet und der Steuerschieber 24 die Ringkammer abdeckt. Der Raum 39 ist vom Flüssigkeitszulauf abgeschnitten und wird durch das geöffnete Druckentlastungsventil druckentlastet. Auf den Hauptventilkegel 16 wirkt nunmehr nur noch der Druck der Feder 28 bzw. der Feder 32, gegen deren Kraft das Steuermittel den Hebestift 6 weiter anzuheben vermag. Der Hauptventilkegel 16 gelangt schließlich in die in Figur 3 dargestellte Lage, in der das Ventil geöffnet ist und durch den Ilebestift 6 offengehalten wird.

Sobald der Hebestift 6 abgesenkt wird, drückt die Feder 28 bzw. die Feder 28a den Entlastungsventilkegel 18 auf seine Sitzfläche 17. Das Entlastungsventil ist dann geschlossen. Gleichzeitig gibt der Steuerschieber 24 die Ringkammer 22 frei, so daß Flüssigkeit in den Raum 39 nachströmt und der Ilauptventilkegel 16 unter der Wirkung der Feder 28 bzw. 32 und dem Flüssigkeitsdruck unmittelbar folgen kann in die in Figur 1 dargestellte Schließstellung.

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   Schutzanspruch

   Steuerventil mit in den im Ventilgehäuse geführten IIauptventilkegel eingesetztem, im Hauptventilkegel geführten Entlastungsventilkegel für hydraulische Anlagen, insbesondere Pressen, bei dem die Ventilkegel und sie in ihre Schließstellungen auf die Ventilsitze drückender Ventilfeder bzw. «rückender Ventilfedern und einem der Ventilfeder bzw. den Ventil federn entgegenwirkenden, auf seinem Ilubweg im ( &Iacgr; Öffnungssinn des Steuerventils nacheinander den Entlastungsventilkegel und den Hauptventilkegel von ihren Sitzen abhebenden, von einem Steuermittel bewegten Hebestift zusammenwirken und wobei der Raum über dem Hauptventilkegel mit der Druckmedienzufuhr durch eine Nachfüllbohrung geringen Querschnitts verbunden ist,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Hauptventilkegel oberhalb des Ventilsitzes für den Entlastungsventilkegel eine Bohrung aufweist, in der ein mit dem Entlastungsventilkegel verbundener Steuerschieber gleitet, der Stauerschieber mit die Zylinderräume zu seinen beiden Seiten verbindenden Durchbrechungen versehen ist, und dem ■ ( \ Steuerschieber eine Ringkammer in der Bohrung im Hauptvcntilkegel zugeordnet ist, in die die Nachfüllbohrung mündet, wobei die Ringkammer vom Steuerschieber bei geöffnetem Entlastungsventil (Ol'fcnstcllung bzw. Uffnungsbewegung des üauptventilkegels) abgedeckt und bei geschlossenem Entlastungsventil (Schließstellung bzw. Schließbewegung des Ilauptventilkegels) und damit die Verbindung der Druckmedienzufuhr mit dem Raum oberhalb des Iiauptventilkegcls freigegeben ist.