EP0107740A1

EP0107740A1 - Wegeventil

Info

Publication number: EP0107740A1
Application number: EP82110000A
Authority: EP
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. Ocvirk
Original assignee: Feinmechanische Werke Mainz GmbH
Current assignee: Feinmechanische Werke Mainz GmbH
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-09

Abstract

Wegeventil mit Betätigung über ein aufstoßbares Auslaßventil (21, 22), welches bei Anliegen von Systemdruck geschlossen bleibt und die Betätigungskraft auf den Ventilschieber (3) überträgt, während beim Unterschreiten des Systemdruckes das Auslaßventil (21, 22) aufgestoßen wird und der Ventilschieber (3) die Lage einnehmen kann, welche von den Ventilfedern (15, 16) als seine Ruhelage bestimmt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wegeventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
In hydraulischen oder pneumatischen Systemen wird gewöhnlich ein Systemdruck aufrechterhalten, der zur Betätigung der verschiedenen Organe des Schaltsystems benötigt wird. Wenn dieser Systemdruck nicht erreicht wird, können diese Organe nicht betätigt werden, was in vielen Fällen unschädlich ist. Es treten jedoch auch Anwendungsfälle auf, bei denen das Wegeventil eine bestimmte Schaltstellung einnehmen soll, wenn eine Druckabweichung vom Systemdruck, z.B. ein Druckausfall zustande gekommen ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil zu schaffen, welches unabhängig von der betätigten Schaltstellung (beispielsweise durch Hand oder magnetisch) bei Druckabweichung vom Systemdruck, z.B. bei Druckausfall, eine definierte Schaltstellung einnimmt.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1.
Wenn das aufstoßbare Auslaßventil vom Systemdruck beaufschlagt ist, verhält es sich wie eine quasi starre Säule und der zur-Betätigung des Ventils vorgesehene Stößel wirkt über diese quasi starre Säule auf den Ventilschieber ein und kann so dessen Lage bestimmen. Wenn jedoch durch Druckausfall die Säule "weich" geworden ist, führt eine Betätigung des Stößels zum Aufstoßen des Auslaßventils, ohne daß die Kraft ausreicht, den Ventilschieber zu betätigen. Dieser nimmt deshalb die von den Ventilfedern vorgeschriebene Lage ein.
Das aufstoßbare Auslaßventil kann im Schließsinne von einer Feder belastet sein, deren Kraft die Höhe des Druckabfalles bestimmt, bei dem das Wegeventil eine bestimmte Schaltstellung einnehmen.soll.
Zweckmäßiger Weise ist das aufstoßbare Auslaßventil in dem Ventilschieber gefangen angeordnet. Auf diese Weise wird eine.Einwirkungsfreiheit auf den Stößel erzielt, da sich das Auslaßventil auf Teile des Ventilschiebers als Gehäuse abstützt.
Die Anordnung kann doppelseitig sein, beispielsweise kann der Ventilschieber eine durch wenigstens zwei Schieberventilfedern definierte Mittelstellung aufweisen. Es kann sich beispielsweise um die geschlossene Mittelstellung eines Drei/Vierwegeventils handeln. Bei dieser Ausbildung sind zwei Auslaßventile - an jeder Ventilschieberseite eine - und zwei Stößel vorgesehen, mit denen das Schieberventil in die eine oder andere Schaltstellung gebracht werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird-anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt ein Drei/Vierwegeventil.
Ein Gehäuse 1 weist eine Schieberbohrung 2 auf, in welcher ein Ventilschieber 3 geführt ist. In die Schieberbohrung -2 führt ein Kanal 4, der gewöhnlich Systemdruck führt, sowie ein Kanal 5,der gewöhnlich drucklos ist, sowie Kanäle 6 und-7, die je nach Schaltstellung des Ventilschiebers 3 mit dem Kanal 4 oder 5 verbunden sind. Zu diesem Zweck weist der Schieber und/oder die Schieberbohrung 2 Ringaussparungen auf, deren Ränder Schaltkanten darstellen, wie es bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden braucht. Der Schieber 3 weist ferner eine Axialbohrung 8 auf, die über eine Querbohrung 9 mit dem Kanal 4 in Verbindung steht und am Ende je in eine Aussparung 11, 12 übergeht, die über je einen Ring 13, 14 geschlossen ist. An dem Ventilschieber 3 greifen zwei Schieberventilfedern 15, 16 an, die sich an Deckeln 17, 18 des Ventilgehäuses abstützen und den Ventilschieber zu zentrieren versuchen, bei welcher der druckführende Kanal 4 gegenüber den Kanälen 6 und 7 abgesperrt ist.
In den Aussparungen 11, 12 sind je ein Auslaßventil 21, 22 vorgesehen, welche jeweils einen in der Aussparung 11 bzw. 12 geführten Kolben 21a, 22a und ein Schließelement 21b bzw. 22b besitzen. Infolge des über die Kanäle 4, 9, 8 zugeführten Druckes wird das Auslaßventil 21 bzw. 22 mit dem Verschließelement 21b bzw. 22b gegen den Ring 13 bzw. 14 gedrängt und dichtet dessen Bohrung 13a,14a ab. Das Schließelement 21b bzw. 22b kann, wie dargestellt, . ein Kegel sein, es ist aber auch die Verwendung einer Kugel oder eines Flachdichtelementes möglich. Im hohl gebohrten Kolben 21a bzw. 22a ist jeweils eine Ventilfeder 23 bzw. 24 untergebracht, die eine zusätzliche Schließkraft erzeugt. Die Auslaßventile 21 und 22 sind aufstoßbar gestaltet, d.h. je ein Stößel 25 und 26 reichen mit ihren Enden durch die Mittelbohrung der Ringe 13, 14 hindurch und stützen sich auf dem vordersten Ende 21b bzw. 22b des jeweiligen Auslaßventils 21 bzw. 22 ab.
Die Betriebsweise des Ventils ist wie folgt. Es sei angenommen, daß der Systemdruck vom Kanal 4 in den Kanal 7 weitergeschaltet werden soll. Der Stößel 25 wird daraufhin in der Zeichnung nach rechts verschoben und trifft dabei auf das Auslaßventil 21 auf, welches nur gegen die hydraulische Kraft am Kolben 21a und die Kraft der Feder 23 geöffnet werden kann. Die vom Stößel 25 ausgeübte Kraft überträgt sich andererseits auf das Schieberventil 3 und damit auf die Schieberventilfedern 15 und 16, wobei die Verschiebung nach rechts zu einer Entspannung der Feder 15 und einer zunehmenden Spannung der Feder 16 führen. Die Differenz der Federkräfte ist kleiner als die Kraft, welche benötigt wird, um das Ventil 21 aufzustoßen. Das Schieberventil 23 wird somit nach rechts verschoben, ganz so, als ob das Auslaßventil 21 nicht vorhanden wäre.
Wenn jedoch der Druck im Kanal 4 wesentlich unter dem Systemdruck liegt, dann reicht die Kraft der Feder 23 nicht aus, das Ventil 21.geschlossen zu halten, wenn der Stößel 25 entgegen der Differenzkraft der Federn 16-15 verschoben wird. Das Schieberventil 3 verharrt deshalb in der dargestellten zentrierten Lage. Über das aufgestoßene Auslaßventil 21 strömt Flüssigkeit an der Spitze des Stößels 25 und an der Ventilfeder 15 vorbei in den drucklosen Abflußkanal 5. Die Höhe des Druckabfalls, bei dem das Ventil eine definierte Schaltstellung einnehmen soll, hängt von der Federkraft der Feder 23 bzw. 24 ab. Durch Wahl dieser Federn läßt sich somit die Höhe des Druckabfalles einstellen.
Die Vorgänge bei Betätigung des Stößels 26 sind analog. Solange der über den Kanal 4 zugeführte Druck dem Systemdruck entspricht, wird auch das Auslaßventil 22 versteift und überträgt als starres Element die vom Stößel 26 ausgehende Kraft auf den Ventilschieber 3. Wenn der Druck unter den Systemdruck abfällt oder bei Druckausfall verschieben die Zentrierfedern 15, 16 den Ventilschieber in die mittlere Stellung, und zwar unabhängig von der Stellung der Stößel 25 und 26.
Je nach den Gegebenheiten kann die Verschiebung der Stößel 25 und 26 von Hand oder über Magnete erfolgen.

Claims

1. Wegeventil mit folgender Ausbildung:

a) ein Gehäuse (1, 17, 18) weist eine Schieberbohrung (2) und in diese hineinführende Kanäle (4, 5, 6, 7) auf, wovon einer (4) mit Systemdruck verbunden ist;

b) in der S6hieberbohrung (2) ist ein Ventilschieber (3) geführt, der gegen die Kraft einer Schieberventilfeder (15 oder 16) von Hand oder mittels Magneten zum Durchschalten oder Sperren von Wegen verschiebbar ist; gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

c) in dem Ventilschieber (3) ist wenigstens ein aufstoßbares Auslaßventil (21 bzw. 22).vorgesehen, welches einen unter Systemdruck stehenden Kolben (21a bzw. 22a) und einen Stößel (25, 26) einschließt, der zur Betätigung des Wegeventils vorgesehen ist;

d) die Kraft der Schieberventilfeder (15 bzw. 16) ist kleiner als die auf den Kolben (21a, 22a) ausgeübte Kraft des Auslaßventils (21, 22), wenn der Systemdruck erreicht wird, und größer, wenn der Systemdruck unterschritten wird.

2. Wegeventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das aufstoßbare Auslaßventil (21, 22) im Schließsinne zusätzlich von einer Feder (23, 24) belastet ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das aufstoßbare Auslaßventil (21, 22) in dem Ventilschieber (3) gefangen angeordnet ist.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (3) eine durch wenigstens zwei Schieberventilfedern (15, 16) definierte Mittelstellung aufweist.

5. Wegeventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Auslaßventile (15, 16) - an jeder Ventilschieberseite eine - und zwei Stößel (25, 26) vorgesehen sind.