Steuerventil für Druckflüssigkeiten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für Druekflüssigkeiten, welches mit einem Ventilglied versehen ist, das in einer Richtung durch eine Steuer- druAflüssigkeit. vermittels eines in einem Zylinder befindliehen Kolbens und in der ent gegengesetzten Richtung durch eine elastische Rfiekstellkraft betätigt wird.
Dieses Ventil zeichnet sieh erfindungsge mäss dadurch aus, dass der Zylinder auf der dem Einlass bezüc"lieh des Kolbens entgegen- #()#esetzten Seite mit einem Auslass für die .Steuei-dri-iekflüssi-keit versehen ist, wobei der <B>C</B> Einlass und der Auslass durch eine Drossel- leitungy miteinander verbunden sind,
welche die Geschwindigkeit der Rilekstellbewegung des Kolbens durch die elastische Kraft zu steuern bezweckt.
Auf der Zeiehnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele des erfindungsgemässen Steuer ventils dargestellt, an Hand von welchen auch die AnwendLing einer Reihe solcher Ventile <B>für</B> die Steuerung der Belastung einer ent- #"pi>eeli(#nclen Anzahl von Pumpen erläutert wird.
Fin-. <B>1</B> ist ein Vertikalschnitt durch ein Steuerventil, bei welchem die Steuerdruck- flüssigkeit an die äussere Seite des Kolbens geführt und von der Innenseite abgeführt wird.
Fil-. 2 ist ein ähnlicher Schnitt durch ein einfacheres Ventil, bei welchem ein einziges Ventilglied vorhanden ist. Fig. <B>3</B> ist ein Vertikalschnitt durch ein Ventil ähnlich demjenigen nach Fig. <B>1,</B> bei welchem jedoch die Steuerdruckflüssigkeit an die Innenseite des Kolbens geführt und von der äussern Seite abgeführt wird.
Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt durch ein Ventil ähnlich demjenigen nach Fig. <B>1,</B> je doch mit einigen Abänderungen.
Fig. <B>5</B> ist ein Vertikalschnitt durch ein Steuerventil ähnlich demjenigen nach Fig. <B>3,</B> das jedoch mit einer Steuerspindel versehen ist, und die Fig. 6-4 bis<B>6D</B> zeigen vier Steuerventile ähnlich demjenigen nach Fig. 4 zum Steuern der Belastung von vier Pumpen.
Jedes der in Fig. <B>1, 3,</B> 4 und<B>5</B> dargestell ten Ventile besitzt ein Ventilgehäuse<B>1</B> mit einer Bohrung, das durch ein Führungsele ment 4 in zwei Teile 2 und<B>3</B> unterteilt ist. Der eine Teil 2 bildet dabei einen hydrauli schen Zylinder für die Steuerdruckflüssig- keit, Lind im andern Teil<B>3</B> ist das Hauptven- tilglied <B>5</B> verschiebbar geführt. Im hydrauli schen. Zylinder ist ein Kolben<B>6</B> hin und her beweglich angeordnet.
Die Steuerdruckflüssig-' keit betritt den Zylinder auf der einen Seite des Kolbens<B>6</B> durch den Einlass <B>7</B> und ver- lässt ihn durch den Auslass <B>8</B> über eine oder mehrere, dauernd offenstehende Drosselöff nungen<B>9.</B> Diese letzteren bilden eine Drossel leitung, durch welche die Bewegung des Kolbens im Zylinder in beiden Richtungen reguliert wird.
Im Gehäuseteil<B>3</B> sind ein Einlass <B>10</B> und ein Auslass <B>11</B> für die Hauptdruekflüssigkeit vorhanden, die über einen Durchlass 12 unter einander in Verbindung stehen. Dieser Durch- lass wird durch einen kegeligen Teil<B>13</B> des Ventilgliedes<B>5</B> beherrscht.
Durch das Ventil glied<B>5</B> verläuft eine Längsbohrung 14, wel- ehe die Hauptdruekflüssigkeit aus einer Aus- gleiehskammer <B>15</B> auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilgliedes<B>5</B> an den Auslass <B>11</B> gelangen lässt.
Die, Hauptdruckflüssigkeit gelangt vom Einlass <B>10</B> durch den dauernd offenstehenden Drosselkanal<B>16</B> in die Ausgleichskammer<B>15</B> und fliesst durch die Bohrung 14 schneller ab als durch den Drosselkanal<B>16.</B> Dies geschieht unter Steuerung durch eine Ventilnadel<B>17,</B> deren Spitze im obern Ende der Bohrung 1.-1 sitzt.
Der Zweck des dauernd offenstehenden Drosselkanals<B>16</B> ist, beidseits des Hauptven- tilgliedes <B>5</B> ein Druckgleiehgewieht aufrecht zuerhalten, bis dieses Gleichgewicht nach dem Öffnen der Längsbohrung 14 zerstört wird. Der Druckbub des Kolbens<B>6</B> erfolgt entgegen dem Widerstand der Feder<B>18.</B> Entweder ist diese Feder zur Bewegung des Kolbens im Sinne des öffnens der Bohrung 14 dureh <B>die</B> Nadel<B>17</B> oder im Sinne des Sehliessens dieser Bohrung verwendet.
Bei Zerstörung des vor genannten Gleichgewiehtes wird das Haupt- ventilglied <B>5</B> durch den Druck auf die ver- sehieden grossen Flächen beim Einlass <B>10</B> ge zwungen<B>',</B> der Bewegung der Ventilnadel züi folgen und den Durchlass 12 dabei züi öffnen.
Beim Beispiel nach Fig. <B>1</B> wird die Steuer- druekflüssiglieit über dem Kolben<B>6</B> in den Zylinder geführt, und die F eder <B>18</B> ist im ,Kolben angeordnet. Sie sitzt auf einem Ring <B>19</B> ani. äussern Ende der Ventilnadel<B>17,</B> so dass sie die Tendenz hat, die Nadel<B>17</B> ent gegen dem Widerstand des auf den Kolben<B>6</B> wirkenden Druckes von ihrem Sitz abzuheben.
Bei diesem Beispiel weist das äussere bzw. obere Ende des Kolbens<B>6</B> einen verminder ten Durchmesser auf, so dass zwischen diesem obern Teil und der Bohrung des Zylinders ein Zwischenraum von wenigen Hundertstelmilli- metern bestellt.
In diesen Zwischenraum mün den die Drosselöffnungen<B>9.</B> Diese verlaufen seitlich durch die 'N,#'and des Kolbens<B>6</B> all seinem obern Ende und lassen somit Steuer- drLieldlüssigkeit aus dem Raum oberhalb des Kolbens mit einer bestimmten Gesehwindig- keit in das Kolbeninnere 'gelangen Lind von <B>m</B> dort durch den Auslass <B>8</B> nach unten fliessen.
Die zulässige Ausström-esellwindigkeit durch die Drosselöffnungen<B>9</B> ist derart bemessen, dass oberhalb des Kolbens trotzdem ein Druck aufrechterhalten wird, welcher den entgegen wirkenden Druck der Feder<B>18</B> überwindet.
Solan-e also Steuerdruekflüssigkeit in das Innere des Zylinders gelangt, ist der Durch- lass 12 geschlossen. Bei Unterbrueh der Zu fuhr der Steuerdi-Liekflüssigkeit an den Zylin der schiebt die Feder<B>18</B> die Ventilnadel<B>17</B> und den Kolben<B>6</B> aufwärts. Dies geschieht mit einer Gesehwindigkeit, die durch die Kraft der Feder<B>18</B> einerseits und den kom binierten Querschnitt der Drosselöffnungen<B>9</B> anderseits bestimmt wird.
Infolge dieser Aufwärtsbewegung der Ven tilnadel wird diese aus ihrem Sitz gehoben und lässt die Di-Liekflüssigkeit im Raum<B>15</B> durch die Längsbohrung 14 entweiehen. Da die Entleei-uin- schneller ist als die Füllun- des Raumes<B>15</B> mit Flüssigkeit durch den Drosselkanal<B>16,</B> wird das Druek,-;
leiehgewiellt auf den gegenüberliegenden Seiten des Ven tilgliedes<B>5</B> gestört, und das letztere wird des halb der Ventilnadel folgen, bis sie sieh wie der treffen und die Längsbohrung 14 sehlie- ssen, worauf das Druckgleieligewieht wieder hergestellt wird. In dieser neuen Stellung des Ventilgliedes<B>5</B> ist der Durehlass 12, welcher den Einlass <B>10</B> mit, dem Auslass <B>11</B> verbindet, geöffnet.
Durch Anordnung der Öffnungen<B>9</B> in der Weise, dass sie in den, engen Zwischenraum um das obere Ende des Kolbens<B>6</B> münden, wird verhindert, dass grosse Fremdkörper in die Öffnungen<B>9</B> gelangen und diese eventuell zn verstopfen. Um solch grosse, in den Zwischenraum gelangende Fremdkörper durch den Kolben bei seinem Aufwärtsllub abzustreifen, ist im olben, und zwar am untern Ende des redu zierten Teils, eine tiefe Ringnut 20 gebildet, welche solche Teilchen sammelt und auf nimmt.
Die Feder<B>18</B> weist im Verhältnis zur kleinen Kraft-. die in dieser Richtung auf das in den Raum<B>15</B> ragende Ende der Ventil nadel wirkt, eine vielfach grössere Kraft auf. Damit ist gewährleistet, dass die Bewegungs- gesehwindigkeit der Ventilnadel durch Druck veränderungen der Hauptflüssigkeit nicht wesentlich beeinflusst wird und dass die Be- wegungsgesehwindigkeit des Ventilgliedes<B>5</B> damit übereinstimmt.
Dieses Ventilglied<B>5</B> wird zudem vom Druch, der Hauptflüssigkeit an einer grösseren Fläche beaufsehlagt als die Ventilnadel<B>17.</B>
Zur Steuerung der Steuerflüssigkeit ist ein separates Steuerventil vorhanden, das nicht dargestellt ist. Dieses Steuerventil braucht nur geöffnet und geschlossen werden züi können.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bil det die Ventilnadel<B>17</B> zugleich das Steuer- und das Hauptventilglied. Das Hauptventil- glied <B>5</B> wird damit überflüssig.
Nach Fig. <B>3</B> wird das Ventil durch den Steuerdr-Lick geöffnet und durch die Feder<B>18</B> geschlossen. In diesem Falle ist der Einlass <B>7</B> unterhalb des Kolbens<B>6</B> und der Auslass <B>8</B> am Deckel. Ferner wirkt die Feder<B>18</B> auf die Oberseite des Kolbens<B>6.</B> Eine schwächere Fe- (ler 21 im Kolben<B>6</B> dient zur Aufrechterhal- lun-, des Kontaktes der Ventilnadel<B>17</B> mit dem Kolben<B>6,</B> so dass, sie sieh zusammen be wegen.
Statt der Öffnungen<B>9</B> im Kolben<B>6</B> sind Drosselöffnungen 22 in den Scheiben<B>23</B> in einer Kammer 24 in Reihe angebracht. Diese Kammer 24 stellt die Verbindung zwi- sehen beiden Seiten des Kolbens<B>6</B> über die Durchgänge<B>25</B> und<B>26</B> her. Eine Stellsehraube <B>27</B> mit Gegenmutter 28 begrenzt die öffnungs- bewegung der Ventilnadel.
Der Querschnitt der Öffnungen ist derart, dass der Steuer- (Irtiek auf die untere Seite des Kolbens<B>6</B> 'enüg.t, 0- -um die Wirkung der Steuerfeder 18 zu überwinden und die Ventilnadel<B>17</B> auf wärts zu bewegen. Dieser Bewegung folgt das Ventilglied<B>5</B> und öffnet damit das Ventil.
Wenn anderseits die Zufuhr der Steuerdruck- flüssigkeit unterbrochen wird, drückt die Steuerfeder<B>18</B> den Kolben<B>6</B> und die Ventil nadel<B>17</B> abwärts, damit das Ventil geschlos sen wird. Die Sehliessgeseliwindigkeit wird durch die Kraft der Feder einerseits und die Zahl und Fläche der Öffnungen 22 bestimmt. Eine Drosselleitung mit solchen Öffnungen 22 kann auch bei den Ventilen nach den Fig. <B>1</B> und 2 angewendet sein.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 eignet sich für den Fall, wo eine Anzahl solcher Ven tile gruppiert werden müssen, um den Arbeits ablauf einer Anzahl von Pumpen zu steuern. Der Zweck dieser Anordnung ist die Aus- sehliessung oder Herabsetzung von Schlägen in den Auslassleitungen.
Bei diesem Ventil ist die Drosselleitung zwischen dem Einlass <B>7</B> und dem Auslass <B>8</B> durch ein Bohrloch.<B>29,</B> einen Zapfen<B>30</B> mit Drosselöffnung<B>31</B> und einen gebohrten Durchgang<B>32</B> im Ventilgehäuse gebildet<B>.</B>
Weiter ist beim Ventil nach Fig. 4 im Deckel ein Anschluss <B>33</B> vorhanden, der durch einen gebohrten Durchgang 34 einerseits über einen Zapfen<B>35</B> mit Radiallöchern <B>36</B> und einem Axialloch <B>37</B> und anderseits über eine Ringnut<B>38</B> an die Zylinderbohrung ange schlossen ist.
Wenn beispielsweise vier dieser Ventile für die Steuerung der Belastung einer glei chen Anzahl von Pumpen verwendet werden, so haben sie die in den Fig. <B>6A</B> bis<B>6D</B> ver- anschauliehte Ausbildung. Die Steuerdruck- flüssigkeit., z. B.<B>Öl,</B> wird dem Einlass <B>7</B> des Ventils nach Fig. <B>6A</B> zugeleitet, während der Anschluss <B>33</B> dieses Ventils mit dem Einlass <B>7</B> des Ventils nach Fig. 6B usw. verbunden ist.
Ferner ist ersichtlich, dass der Zapfen<B>30</B> mit der Öffnung<B>31</B> in den Ventilen nach den Fig. <I>6B,<B>6C</B></I> und<B>6D</B> durch einen massiven Zapfen<B>30'</B> ersetzt ist.
Wenn deshalb die Pumpen zu Beginn eines Pressvorganges belastet werden müssen, wird Steuerdrucköl an den Einlass <B>7</B> des Ven tils nach Fig. 6A geliefert. Dadurch wird der Kolben<B>6</B> dieses Ventils abwärts gestossen. Dieser schliesst seinerseits den Kegelsitz durch das Ventilglied<B>5,</B> und die durch dieses Ven til gesteuerte Pumpe I wird belastet. W enn der Kolben<B>6</B> den grössten Teil seines Hubes ausgeführt hat, aber noch von der Schliess stellung entfernt ist, gibt die obere Fläche des Kolbens<B>6</B> die Ringnut<B>38</B> frei.
Deshalb kann nun Steuerdrueköl über die Ringnut <B>38,</B> den gebohrten --Durchgang 34 und den Anschluss <B>33</B> des Ventils nach Fig. 6A zam Einlass <B>7</B> des Ventils nach Fig. 6B gelangen. Das Ventil nach Fig. 6B schliesst sich nun auf genau gleiche Weise wie das Ventil nach Fig. 6A, und die durch dieses Ventil gesteuierte Pumpe II wird belastet.
Auf ähnliche Weise wird nun Steuerdrueköl an die Ventile nach den Fig. <B>6C</B> und<B>6D</B> geführt, und die weiteren Pumpen III und IV werden nacheinander in Betrieb genommen, wodurch Schläge in den Leitungen ausgeschlossen werden.
Es ist ebenso wünschbar, die Pumper nacheinander ausser Betrieb zu setzen, -,venn das Pressen ganz oder teilweise beendet ist, um Schläge in den Auslassleitungen zu ver- ,neiden, Wie beschrieben, hebt beim Ventil nach Fig. 6A die Feder<B>18,</B> wenn die Zufuhr von Steuerdrueköl zum Ventil unterbrochen wird, den Kolben<B>6</B> und die Ventilnadel 12, und zwar nach Massgabe des Ablaufens von <B>Öl</B> aus der Kammer über dem Kolben durch die Drosselöffnurig <B>31.</B>
Sobald das im Kegelsit7 ruhende Ventil glied<B>5</B> sieh zu heben beginnt, wird die Pumpe<B>1</B> über den Auslass <B>11</B> entlastet.
Wenn sieh beim Ventil nach Fig. <B>6A</B> die Ventilnadel <B>17</B> und der Kolben<B>6</B> um einen gewissen Betrag gehoben haben beginnt der <B>C 3</B> untere Rand des Kolbens<B>6</B> das Axialloch <B>37</B> im Zapfen<B>35</B> zu öffnen.
Dadurch gelangt der Auslass <B>8</B> über das Loch<B>37,</B> die Radiallbeher' <B>36,</B> den gebohrten Durchgang 34 Lind den An- sehluss <B>133</B> des Ventils nach Fig. 6A mit dem Einlass <B>7</B> des Ventils nach Fig. 6B in Verbin dung, wodurch die Kammer oberhalb des Kol bens dieses Ventils entlastet wird.
Die Feder<B>18</B> des Ventils nach Fig. 6B kann nun den Kolben<B>6</B> und die Ventilnadel <B>IN</B> heben, wobei das<B>Öl</B> durch den Auslass <B>8</B> des Ventils nach Fi-. 6A aus dein Raum ober- k3 halb des Kolbens ausfliessen kann.
Dadurch beginnt sieh das im Kegelsitz rahende Ventilglied<B>5</B> des Ventils nach Fig. 6B zu heben, und die durch dieses Ventil gesteuerte Pumpe II wird entlastet. Ähnlich werden der Reihe nach aneh die Pumpen ITT Lind IV entlastet.
Beim Ventil nach Fig. <B>5</B> ist eine Steuer spindel<B>ä9</B> vorgesehen, die versehiebbar in der Zentralbohrung 14 des Kegelventilgliedes <B>5</B> angeordnet ist. Der Zapfen 40 verschliesst das untere Ende der Zentralbohrung 14, während unmittelbar unterhalb des kleinen Kegelsitzes am obern Ende des Ventilgliedes <B>5</B> eine ring lörmige Kammer 41 vorgesehen ist, die über einen gebohrten Durchgang 42 mit dem. Aus- lass <B>11</B> in Verbindun- steh t.
Auf diese Weise sind das obere Ende der Spindel<B>39</B> und die Unterseite der Ventilnadel<B>17</B> dauernd mit dem Auslass <B>11</B> verbunden, während das un tere Ende der Steuerspindel<B>39</B> mit dem Ein- lass <B>10</B> über das Bohrloeh 43 verbunden ist.
Die Steuerspindel<B>039</B> ist in die Zentral bohrung 14 des Ventilgliedes<B>5</B> eingesehliffen. Dieses Ventil lässt sieh bei Vertikalpressen anwenden, bei denen es oft wünsehbar ist, die Pressplatten schnell, jedoch mit kontrollierter Geschwindigkeit fallen zu lassen, bis sie das Werkstüek fast berühren, wonach der Press- vorgang langsam ansgeführt wird.
Dies lässt sieh dadurch erzielen, dass der<B>E,</B> inlass <B>10</B> mit den Hubzylindern der Presse verbunden wird.
Wird dann Steuerdriieli:öl an den Einlass <B>7</B> gebracht so heben sich der Kolben<B>6</B> Lind das im Kegelsitz ruhende Ventilglied<B>5</B> uni einen durch die Stellsehraube <B>37</B> bestimmten Be trag. Die Pressplatten fallen frei, mit kon trollierter Geschwindigkeit, wobei die Flüs sigkeit über den Einlass <B>10</B> und den Auslass <B>11</B> austritt.
An einem Punkt vor BerührLing des Werk- stüc-kes wird die Zufuhr des Steuerdriieköls unterbrochen, und die Feder<B>18</B> drückt den Kolben<B>6</B> abwärts, wobei das<B>Öl</B> ans der Kam mer unter dem Kolben durch die Öffnuno, <B>31</B> an den Auslass <B>8</B> gelangt. Deshalb hat das im Kegelsitz ruhende Ventilglied<B>5</B> die Tendenz, sieh zu schliessen, und der Druck- steigt in den HubzvIindern. an, weil Flüssigkeit in die flaup tzylinder gepumpt wird.
Wenn der f)riiek in den ersteren so angestiegen ist, dass er Über den Durchgang 43 die Spindel<B>39</B> ent gegen<B>M</B> <B>C C</B> der Tirkung der Feder<B>18</B> anzuheben vermag, hebt diese das Ventilglied<B>5</B> leicht an, wodurch<B>öl</B> von den Hubzylindern bei diesem Druck abgeführt wird.
Wenn deshalb die Zufuhr des Steuer- (Ii-iiel,:öls unterbrochen wird, wird der Fall der Pressplatten angehalten und der Rest des Hubes wird durch Abwärtspumpen der Plat ten erfolgen.