DE8801759U1

DE8801759U1 - Federbelastetes Sperrventil

Info

Publication number: DE8801759U1
Application number: DE8801759U
Authority: DE
Original assignee: A Ott GmbH
Current assignee: A Ott GmbH
Priority date: 1988-02-11
Filing date: 1988-02-11
Publication date: 1989-06-08

Description

A. Ott GinbH - 1 -

8960 Kempten
Federbelastetes Sperrventil.

Die Erfindung betrifft ein federbelastetes Sperrventil, insbesondere zum Einbau in schnell rotierende Bauteile, mit einem axial in eine abzusperrende Leitung einsetzbaren, im tiiesentlichen zylindrischen Ventilgehäuse, das eine zentrale Bohrung aufweist, mit einem in der zentralen Bohrung mit geringem radialen Spiel axial verschiebbaren, kugel- oder kegelförmigen SperrkBrper, mit einer in der Bohrung angeordneten Schraubendruckfeder, die sich einerseits am SperrkOrper und andererseits an einem Absatz der Bohrung abstützt, mit mehreren am Umfang des VentilgehBuses eingearbeiteten, sich in Achsrichtung des Ventilgehaueea erstreckenden DurchfluBkanBlen, die im Bereich der Bohrung zu dieser hin offen Bind und mit einem in der Leitung vorgesehenen, mit dem SperrkBrper zusammenwirkenden ventilsitz.

Ein derartigr-9 bekanntes Sperrventil ist direkt in eine Leitung einsetzbar. Hierzu muB die Leitung eine abgestufte Bohrung mit einem grBBeren und einem kleineren Durchmeaser aufweisen. Am Obergang zwischen dem grüße ret- und dem kleineren Durchmesser ist ein Ringabsatz vorgesehen, der mit seiner radial innerer fingkante den Ventilsitz bildet. Der Teil der Bohrung mit dem größeren Durchmesser dient zur Aufnahme dea VentilgehHueee, welches durch einen in sine Ringnut der Bohrung eingreifenden Sicherungering gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Sei diesem bekannten Sperrventil erstrecken eich die DurchfluBkanMle nur Über einen Teil der exielen Llnge des Ventilgeheusee und enden in grBBarem Abstand von dem dem Ventilsitz sbgekehrten Ende des Ventilgehäuse^. Dadurch hat das bekannte Sperrventil eine verhBltnismiBig große Druckhysterese. Unter Druckhysterese versteht man, dsB ein Ventil einen htihartn öffnungsdruck und ilnin geringeren BchlieBdryck aufweist. So öffnet biinpialibiiiia ein Sperrventil bei

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einem Druck von 2 bar und es schließt bei einem Druck von beispielsweise 1 bar. Die Druckhysterese ist vor allen Dingen bei Ventilen, die mit einem verhältnismäßig niedrigen Druck von bis zu 2 bar betrieben werden sollen, von Nachteil. LJeiterhin hat das bekannte Sperrventil den Nachteil, daß der SperrkBrper, nSmlich sine Kugel, mit einem harten Ventilsitz zusammenwirkt. Da der Ventilsitz nämlich durch die innere Ringkante des Ringabsatzes der Leitung gebildet wird, besteht er aus dem gleichen Material wie die Leitung, nSmlich aus Metall. Um zwischen diesem harten Ventilsitz und der ebenfalls harten Ventilkug^i eine ausreichende Abdichtung zu erzielen, wenn lediglich der atmosphärische Druck und der Druck der Schraubenfeder von der einen Seite der Ventilkugel e-wf diese einwirken, muß die Schraubendrujkfeder eine verhältnismäßig hohe Federkraft aufweisen. Infolgedessen ist dann auch ein entsnrechend hoher überdruck erforderlich, um das Ventil entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder zu Offnen. Außerdem besteht die Gefahr von Undichtigkeiten des Ventils, wenn die das Ventil durchströmende Flüssigkeit durch kleinere Partikel verunreinigt ist. Diese Partikel können sich zwischen Ventilkugel und Ventilsitz festsetzen und ein vollständiges Schließen dep Sperrventils verhindern. Undichtigkeiten dee Ventile sind z.B. dann von Nachteil, wenn dieses als Sperrventil am freien Ende einer in einer LJarkzeugmaejhinenspindel angeordneten Uierkzeugspannvorrichtung eingebeut iet. Sei derertigen blerkzeugspannvorrlchtungen wird ein Kühl-Bchmiermittel dem Werkzeug durch eine hohle Zugstange zugeführt. Beim Werkzeugwechsel, oder wenn bei der Bearbeitung kein Kühl-Bchmiermittel benötigt wird, denn soll auch ein Auetreten doeeelben durch dee Sperrventil eioher verhindert werden. Im Zueamttienheng mit Iderkzeugepennvorrichtungen, dia in blerkzeugmeeehlnenspindeln eingebeut elnd, let &bgr;&bgr; euc'i wesentlich, daß dee

Sperrventil für hohe Drehfrequenzen geeignet lat. Dies

trifft zuier für da· oben beschriebene bekennte Sperrventil

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zu, de hitr der Sperrkörper mit geringem radialen Spiel in der zentralen Bohrung geführt let, ee gibt jedoch Sperrventile enderer Konstruktion, die wegen mengelhifter radiiler führung der Jeu/eiligen Sperrkörper für hohe Drehfrequenzen ungeeignet Bind.

Aufgabe der Erfindung 1st es, ein federbeleetetea Sperrventil, Insbesondere zum Einbau in schnell rotierende Beuteile, der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches pinen kleinen Öffnungsdruck erfordert, einen großen Durchfluß bei einer geringen OruckUberhtlhung auf meist, ver-Bchmutzungaunempfindlioh gegen kleinere Partikel 1st, einwandfrei abdichtet und trotzdem einfach im Aufbau ist.

Dies biird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß sich die Durchflußkanöle bis zu dem dem Ventilsitz abgekehrten Ende des VentllgehBusee erstrecken und zu diesem Ende hin offen sind, daß die DurchfluBkanBle en dem dem Ventilsitz züge- \

I kehrten Ende axial durch einen Stützring abgedeckt sind S und daß als Ventilsitz ein O-Rlng aus gummielastiachem ■ Material vorgesehen ist, der zwischen dem StUtzring und einem Ringabsatz der Leitung einspannbar ist.

4 Da sich die Durchflußkanlle bei dem neuen Sperrventil bis 1

zu dem dem Ventilsitz abgekehrten Ende dea VentilgehBueea § erstrecken und zu diesem Ende hin offen sind, wird die ™ Druckhyaterese optimal klein gehalten. Daa Sperrventil weist auch bei geringer ächaltdruckQberhtlhung einen großen Durchfluß auf. Der durch den O-Ring gebildete weiche Ven- ^:

teileitz iet unempfindlich gegen VsvsenautZungen durch kleinere Partikel und araSgllent darOcer hinaue die Wer- , wendung einer Schraiibendruekfeder «it einer Verhältnis- j mißig geringen Feäerkraft. Durch diese geringe Federkraft wird auch der gewünschte kleine Öffnungedruck siehergestellt. Der O-Rlng hat jedoch nicht nur die Funktion als

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Ventilsitz zu dienen, wodurch eine einwandfreie Abdichtung zwischen Sperrköpper und Ventilsitz eireieht ujifd, sondern der O-Ring dient gleichseitig eueh zur Abdichtung zwischen Weitung und Uentilgshsuss« Der em vsritllsitzteitigen Snde

des Ventilkörpere vorgesehene Stützring etellt eine gute
ringförmige Abetützflache für den O-Ring der und er verhindert, daß der O-Ring teilweise in die DurchfluBkanöle
gedrückt wird'. Der Btützring etellt damit die Dichtwirkung des O-Ringea eicher.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung Bind in den Unteraneprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung let in folgendem, anhand von mehreren in der Zeichnung dergeetellten AuefUhrungebeiepielen naher erläutert. Ee zeigen:

Figur 1 einen Axialechnitt eines ersten Aueführungebei-

epielee nach der Linie I-I der Figur 2,

Figur 2 eine Stirnaneicht in Richtung II der Figur 1,
Figur 3 ein zweites AuefUhrungsbeispiel teilweise im

Axielachnitt nach der Linie III-III der Figur U,
Figur U eine Stirnaneicht in Richtung IU der Figur 3,
Figur 5 einen teilaxialen Schnitt eines dritten Aueführungebeiepielea nach den Linie U-U der Figur 6,
Figur 6 eine Stirnanaicht in Richtung UI der Figur 5.

In der Zeichnung let mit 1 eine schnell rotierende Leitung oder Welle bezeichnet. Diere Leitung weist eine axiale

Durehf luiBBhrung 2 ami sin S* Bt**elMtee«e? e?SSe?ee Innengewinde 3 auf. to Ente ämt tt^efvflnAimfivipit 8 iat «in Ringabsatz k vergeeenani ß·· Vintileehlyse S weiai vorteilhaft auf eine· Teil seiner Llnge ein AuBengeuinde 6 auf, »it
bielchem es in ttae Innengewinde 3 der Leitung 1 eineenraubbar ist. Das Ventilgehäuse § let ferner »it einer tentra·

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len Bohrung 7 vereehen, in weloher mit geringem radialen Spiel ein Spafrkörper ft, der bei dieeem Auaführungebei-•0tel ale Ventilkugel euagebildet iet, axial v/ereehiebbar let. In der zentralen Bohrung 7 iet ferner eine Schrauben« druckfeder 9 angeordnet, die eich einerseits an dem Sperrkörper &thgr; und andererseits an einem Abaatz 10 der Bohrung abstützt. Die zentrale Bohrung 7 weist ferner vorteilhaft eine Verengung 7a auf, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Ventilkugel &THgr;. Durch die Verengung 7a wird der öffnungshub der Ventilkugel &bgr; begrenzt und damit ein zu starkBB Zusammendrücken der Schraubendruckfedern 9 verhindert.

AIa Ventilsitz ist ein D-Ring 11 aus gummielaatischem Material vorgeaehen, der zuiiechen dem Ringabsatz k der Leitung 1 und einem StUtzring 12 eingespannt ist. Bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten AuefUhrungsbeispiel bildet der StUtzring 12 ein von dem Ventilgehäuse 5 unabhängiges Bauteil. Er liegt an der ventilaitzseitigen Stirnfläche 5a des VentilgehiusBB an.

Das Ventilgehäuse 5 ist ferner en seinem Umfang mit sechs sich in Achsrichtung des VentilgehBueee erstreckendem Durchflußkanölen 13 versehen. Die DurchfluBkanBle 13 erstrecken eich bis zu dem dem Ventilsitz 11 abgekehrten Ende 5b des VentilgehBusea 5 und sind zu dieeem Ende 5b hin offen. Bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten Aueführungabeispiel aind die DurchfluBkanäle auch zu der ventilsitzseitigen Stirnfläche 5a hin offen. Die DurchfluBkanlle 13 sind ferner in radialer Rishtung se tief, d«8 Sie sieh la Sereleh 3er zentralen Ionrung 7 Bis in dies« hinein erstrecken, se deö FlQaaigkeit aus der zentralen Bohrung ? direkt in die DurchfluQkanBle 13 eintreten kann. Die radiale Tiefe der DurchflußkenSle 13 iet jedoelt as gewihlt, daB sie sich 1« Bereich der Verengung 7a der zentralen Bohrung &Iacgr; nicht

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in die Verengung 7e erstrecken, Flüeeicjkeit, die aus der zentralen L &eegr;rung 7 in die Durehflußkanäle 13 gelangt let, kenn also nur die Durchflußkanäle vollständig durchströmen und en dem Ende SU die Ventilkörpere wieder in die S Leitung 1 ausströmen.

Der StUtzring 12 deckt die zur Stirnfläche 5a hin offenen

DurchfluBkanöle ab. Er dient als Stützfläche fUr den O-R.i.ng

•| 11, der zwischen dem StUtzring 12 und dem Ringabsatz U ein-

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^v dichtung zwischen dem Ventilgehäuse 5 und der Leitung k

hergestellt, so daß der O-Ring 11 außer ala Ventilsitz auch als Dichtring wirkt. Der StUtzring 12 verhindert, daß der D-Ring 11 in die DurchfluBkanöle 13 gedruckt wird.

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U Die Schraubenfeder 9 drückt die Ventilkugel &thgr; gegen den

,*: O-RJng 11 und verhindert damit, daß Flüssigkeit aua der

' DurchfluBbohrung 2 gemäß Figur 1 nach unten austreten

kann. Dank des O-Ringes aua gummielastischem Material braucht die Schraubendruckfeder 9 nur eine geringe Federkraft aufzuweisen, um eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten. Diese einwandfreie Abdichtung kann auch durch Verunreinigungen der Flüssigkeit mit kleinen Partikeln

■; nicht beeinträchtigt werden. Uird der Druck in der Durch-

ü 25 flußbohrung 2 erhöht, dann uird die Ventilkugel &thgr; entge-

H gen dem Druck der Schraubendruckfeder 9 nach unten ver-

'"! schoben. Dank der geringen Federkraft der Schraubendruck-

'- feder 9 gen&rrt hier schon eine geringe Schaltdrucküberhö-

;| hung. Sobald die Ventilkugel B «/on dem O-Ring 11 abgehoben

ist, strömt Flüssigkeit, wie es mit strichpunktierten Pfeilen angeordnet ist, aus der zentralen Bohrung 7 In die DurchfluBkanile 13. Die Flüssigkeit tritt am unteren Ende 5b des Ventilkörpers 5 in die Bohrung 1U der Leitung 1 ein. Oa die Flüssigkeit die Durchlaßkanlle 13 frei ^ ." ' ,trBmen kann, ist ein großer Durchfluß gewShrleistet. Außerdem wird

auch verhindert, daß die strömende Flüssigkeit unmittelbar auf die dem O-Ring abgekehrte (untere) Seite der Wentilkugel einwirkt.

Die in den Figuren 3-6 dargestellten Auaföhrungsbeispiele unterscheiden sich von dem vorangehend beschriebenen AusfQhrungsbeispiel im wesentlichen nur dadurch, daS anstelle einer V/entilkugel ein Uentilkegel B¹ verblendet uird. Dieser Uentilkegel B¹ meist ein kegelstumpfförmiges Teil Ba und ein zylindrisches Teil Bb auf. Someit die Teile der in den Figuren 3-6 dargestellten AusfOhrungsbeispiele in ihrer Ausgestaltung und Funktion den Teilen des vorhergehend beschriebenen rtusfOhrungebeispiele entsprechen, wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet uie in den Figuren 1 und 2. Die obige Beschreibung ist sinngemäß auch auf die entsprechenden Teile der in den Figuren 3-6 dargestellten Ausführungsbeispiele anzuwenden.

Im Gegensatz zu dem Ausführungebeispiel gemBB den Figuren 1 und 2 enden bei den in den Figuren 3-6 dargestellten Aueführungsbeiepielen die DurchfluBkanBle 13* vor der ventileeitigen Stirnfläche 5a dee Ventilgehäuse· 5. Der Stützring 5c let in dieeem Fall durch ein an die ventileeitige StirnflMche 5e angrenzendes Teil dee Ventilgehäuse· 5 gebildet. Ein eeperetar StOtzring kenn damit entfeilen.

Bei dem in Figur 5 und 6 dergeetellten Aueführungebelepiel echlieBt eich an den Btützring 5c, der hier ebenfeil· durch ein Teil dee Ventilgehlueee 5 gebildet let, ein in Richtung zum O-Ring 11 hin voreprlngender zylindrischer Kregen Sd en. Dieeer Kragen 5d let am AuBendurchmeeeer dee Btützringee 5c vorgeeehen. Der Kregen 5d umfeBt den O-Ring 11 en dessin AuBendurehmeeeer. Der Kregen 5d kommt beim Einachraubon de· Ventilgehiueee 5 en dem Ringebeetz <* zur Anlege.

Er begrenzt somit die axiale Zusammenpressung des O-Ringes 11.

Die in den Figuren 3 und 5 dargestellte fiusgestaltung des Stützringes karm selbstverständlich auch in Kambination mit einer Uentilkugel veruendet uierden. Außerdem kann der in den Figuren 3 und 5 dargestellte Ventilkegel auch in Kombination mit dem in Figur 1 dargestellten separaten Stötzring 12 veruendet werden. Ea ist ferner auch möglich, an einem aeparaten StDtzring einen dem Kragen 5d entsprechenden Kragen vorzusehen, der ebenfalls am Ringabsatz der Leitung zur Anlage kommt und damit sicherstellt, daß der O-Ring nur auf ein bestimmtes Maß vorgespannt uerden kann.

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Claims

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Ansprüche

1, Federbelastetes Sperrventil, insbesondere zum Einbau in schnell rotierende Bauteile, mit einem axial in eine abzusperrende Leitung einsetzbaren, im wesentlichen zylindrischen Ventilgehäuse, daa eine zentrale Bohrung aufbieist, mit einem in der zentralen Bohrung mit geringe» radialen Spiel axial verschiebbaren, kugel- oder kegelförmigen Sperrkörper, mit einer in der zentralen Bahrung angeordneten Schraubendruckfeder, die sich einerseits am Sperrkörper und andererseits an einem Absatz der Bohrung abstützt, mit mehreren am IJmfa.u} des Ventilgehäuses eingearbeiteten, sich in Achsrichtung des Ventilgehöuses erstreckenden DurchfluBkanälen, die im Bereich der Bohrung zu diese; hin offen sind, und mit einem in der Leitung vorgesehenen, mit dem Sperrkörper zusammenwirkenden Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet. daB sich die DurchfluBkanäle (13, 13') bis zu dem dem Ventilsitz (11) abgekehrten Ende (5b) des VentilgehBuses (5, 5') erstrecken und zu diesem Ende (5b) hin offen sind, dsB die OurchfluBkanSle (13, 13') an dem dem Ventilsitz (11)

ZO zugekehrten Ende (5a) axial durch einen Stützring M2, 5c) abgedeckt sind und daB als Ventilsitz sin O-Rinij (11) aus gummielaatlachem Material vorgesehen ist, der zwischen dem StOtzring (12, 5c) und einem Ringabsatz (<*) der Leitung (1) einepannbar ist.

2. Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, üaB die DurchfluBkanäle (13) sich auch bis zur Ventilsitzsaitigen Stirnfleche (5a) das Ventllgehaueee (5) erstrecken und durch einen an der Stirnflache (5a) anliegenden, separaten StOtzring (12) ebgedeckt sind.

3. Sperrventil noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DurchfluBkansle (13*) vo der ventileitzeeiti· gen Stirnfläche (5a) des t/entllgehtJueee (5¹) enden und der Stutzring (So) durch ein an die ventilaitzeaitige

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ßtirnfUSoh· (9·) ingrtntindin Till da· Ventilgehauiei (9·) gebildet iat.

k. Sperrventil nteh mindttttnt einem dar Aneprüefie 1, 2 odir 3, diduroh giktnniilohnft, die dir etützrlng (9o) an seinem Außendurchmasaer einen In Richtung zum O-Ring (11) vorapringandan zylindriaohan Kragen (5d) aufueiat, der den 0-fting (11) umfaßt und durch Anlage am Ringabaatz (¹O die axiale Zuaammanpraaaung dee Q-Ringea (11) begrenzt.

5. Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungehub dee Sperrkürpera (8, 8') durch eine Verengung (7a) der zentralen Bahrung (7) begrenzt let.

6. Sperrventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die DurchfluBkanale (13, 13') Im Bereich der Verengung (7a) der zentralen Bohrung (7) zu dieaer hin geschlossen sind.

7. Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (5, 5¹) auf einem Teil aeiner Länge ein AuBengeuinde (6) aufueiat, mit welchem es in ein entsprechendes Innengewinde (3) in der Leitung (1) einachraubbar ist.

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