DE1116005B - Entlastetes Ventil fuer die Druckregelung in hydraulischen Anlagen - Google Patents

Description

• Entlastetes Ventil für die Druckregelung in hydraulischen Anlagen Die Erfindung betrifft ein entlastetes Ventil für die Druckregelung in hydraulischen Anlagen mit einem drehbaren, zylindrischen, im Zylindermantel eingeschnittene Verbindungskanäle aufweisenden Verschlußstück, zwei Hochdruckzuleitungen, zwei Niederdruckableitungen und je zwei Verbindungsleitungen nach beiden Seiten einer hydraulischen Kraftanlage.
• Derartige Ventile, auch Drehschieber genannt, haben die Aufgabe, den Zufluß der Druckflüssigkeit von einer Pumpe und gleichzeitig den Rückfluß der Druckflüssigkeit bei einer hydraulischen Anlage, z. B. einem Servomotor, wahlweise umzusteuern.
• Es sind bereits für solche Zwecke Drehschieber bekannt, bei welchen ein zylinderförmiges Verschlußstück in einem zylindrischen Gehäuse sich befindet, welches Verschlußstück eingeschnittene Kanäle besitzt, die bei entsprechender Drehung Verbindungen mit den Zu- und Ableitungen des Gehäuses herstellen.
• Es ist auch schon bereits vorgeschlagen, Walzen-oder Kugellager für das Verschlußstück in dem Gehäuse zur Verminderung der Reibung bei der Betätigung des Drehschiebers vorzusehen. Auch ist es bekannt, daß die Gehäusezuleitungen für die Hochdruckflüssigkeit symmetrisch angeordnet sein müssen, damit sie die statischen Beanspruchungen auf die Lager ausgleichen und sichern, daß der Druck der Druckflüssigkeit nicht das Ventil, wenn es geschlossen ist, ungewollt zu drehen vermag.
• Weiterhin ist bekannt, daß bei einem Drehschieber die in das Verschlußstück konkav eingeschnittenen Verbindungskanäle unsymmetrisch verteilt sind.
• Bei einigen der vorstehend geschilderten Ausführungen werden bei geöffnetem Ventil die statischen Beanspruchungen zwar noch ausgeglichen, aber auf Grund der Bernoulli-Kräfte beim Durchfluß des Drucköles durch das Ventil treten Drehkräfte auf, durch welche dieser Ausgleich nicht mehr bestehenbleibt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer derart verbesserten Konstruktion solcher Ventile, durch welche die unerwünschten Bernoulli-Kräfte weitestgehend ausgeschaltet werden.
• Der Nachteil der bekannten Einrichtung soll gemäß der Erfindung dadurch beseitigt werden, daß zur Entlastung in Drehrichtung die Winkel zwischen den Hochdruckzuleitungen und den Verbindungsleitungen zur hydraulischen Kraftanlage größer sind als die Winkel zwischen diesen Verbindungsleitungen und den Niederdruckableitungen und daß bei Anordnung von konkav eingeschnittenen Verbindungskanälen diese im Verschlußstück so unsymmetrisch über den Zylindermantel verteilt sind, daß bei Offenstellung des Ventils beide Hochdruckzuleitungen durch zwei Verbindungskanäle mit den beiden entsprechenden Verbindungsleitungen verbunden sind, jedoch nur eine der beiden Niederdruckableitungen durch einen von zwei anderen Verbindungskanälen mit einer der beiden übrigen Verbindungsleitungen verbunden ist, und daß ferner die konkaven Wölbungen der Verbindungskanäle verschieden sind.
• In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die bisher übliche Ventilausbildung in Schließstellung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine ähnliche Darstellung nach Fig.1 eines Hochdruckventils nach der Erfindung, ebenfalls in Schließstellung, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3; Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, jedoch mit Darstellung des Ventils in Offenstellung durch Drehung nach einer Seite hin, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI von Fig. 5, Fig.7 eine Darstellung wie nach Fig.5, jedoch nach Drehung des Ventils in Offenstellung nach der anderen Seite hin, und Fig. 8 einen Querschnitt nach Linie VIII-VIII von Fig. 7.
• In Fig.1 und 2 der Zeichnungen sind die mit P1 gekennzeichneten Hochdruckzuleitungen an die Druck= flüssigkeitszufuhr angeschlossen und die Niederdruckableitungen P, an Rückführungsleitungen zu dem Behälter, der zur Druckflüssigkeitserzeugung dient. Die beiden Leitungen A 1 stehen . mit der einen Seite der zu betätigenden Kraftanlage in Verbindung und die beiden Leitungen Az mit deren anderer Seite. Die Ausnehmungen oder Kanäle G in dem Verschlußstück ermöglichen den Fluß der Druckflüssigkeit von den beiden Hochdruckzuleitungen P1 zu den beiden Verbindungsleitungen A1 oder A2 der hydraulischen Anlage, je nach der Drehung des Verschlußstückes in der einen oder anderen Richtung. In gleicher Weise besteht die Möglichkeit einer Verbindung beider Paare der Leitungen A1 zu der Kraftanlage mit den Abflußleitungen Po für die Niederdruckseite. Bei dieser üblichen Ausführung ist es bekannt, daß die Bernoulli-Kräfte eine Drehung des Verschlußstückes verursachen, wobei diese Drehung entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in welcher das Ventil geöffnet wurde.
• Die erfindungsgemäße Ausbildung ist in den Fig. 3 bis 8 wiedergegeben. Nach dem Öffnen des Ventils ist jede Hochdruckzuleitung P1 mit den ihr zugeordneten Leitungen A1, A1 oder A2, A2, je nach der gewünschten Beaufschlagungsrichtung, verbunden, aber nur eine der beiden Leitungen A2, A2 oder A1, A1 der Kraftanlage steht mit einer der Niederdruckabflußleitungen Po zu- irgendeiner Zeit in Verbindung. So besteht lediglich ein Durchfluß für die eine der beiden Leitungen A2, A2 mit nur einer Abflußleitung P0, wenn das Verschlußstück in der einen Richtung nach Fig. 6 gedreht ist, bzw. es ist nur eine Leitung der beiden Kanäle A1, A1 mit der anderen Abflußleitung P0 verbunden, wenn das Verschlußstück in entgegengesetzter Richtung nach Fig. 8 gedreht wurde.
• Darüber hinaus sind die Kanäle C und D in dem Verschlußstück, welche die Verbindung zwischen den einzelnen Abzweigungen nach dem Öffnen des Ventils herstellen, in konkavbogenförmiger Weise ausgebildet. Es wurde festgestellt, daß bei einer derartigen Ausbildung die Bernoulli-Kräfte fast völlig ausgeglichen werden. Auch ergab sich eine besonders zufriedenstellende Auslastung, wenn der Winkel zwischen den Mittellinien der Niederdruckableitungen Po und den Mittellinien der Zuleitungen zu der Kraftanlage wesentlich geringer war als der zwischen den Mittellinien- der Hochdruckzuleitungen P1 und den Kraftanlagezuleitungen. Weiterhin wurde gefunden, daß für die Umleitungen C vorzugsweise eine Krümmungshöhe von etwa 11'% der Sehnenlänge für die Hochdruckströmungen eingehalten werden soll und eine Krümmung von 10% der Sehne für den Niederdruckkanal D. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die genaue Einhaltung dieser Angaben beschränkt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Entlastetes Ventil für die Druckregelung in hydraulischen Anlagen mit .einem drehbaren, zylindrischen, im Zylindermantel eingeschnittene Verbindungskanäle aufweisenden Verschlußstück, zwei Hochdruckzuleitungen, zwei Niederdruckableitungen und je zwei Verbindungsleitungen nach beiden Seiten einer" -hydraulischen Kraftanlage, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung in Drehrichtung die Winkel zwischen den Hochdruckzuleitungen (P1, P1) und den Verbindungsleitungen (A2, A1; A1, A2) zur hydraulischen Kraftanlage größer sind als die Winkel zwischen diesenVerbindungsleitungen(A2, A1; A1, A2) und den Niederdruckableitungen-(P0, P0) und daß bei Anordnung von konkav eingeschnittenen Verbindungskanälen (C, C; D, D) diese im Verschlußstück so unsymmetrisch über den Zylindermantel verteilt sind, daß bei Offenstellung des Ventils beide Hochdruckzuleitungen (P1, P) durch die Verbindungskanäle (C, C) mit den beiden entsprechenden Verbindungsleitungen (A1, A1 oder A2, A2) verbunden sind, jedoch nur eine der beiden Niederdruckableitungen (Po, Po) durch einen der beiden Verbindungskanäle (D, D) mit einer der beiden übrigen Verbindungsleitungen (A, oder A2) verbunden ist, und daß ferner die konkave Wölbung der Verbindungskanäle (C, C) eine andere ist als die der Verbindungskanäle (D, D). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 82102; französische Patentschrift Nr. 1090 049; USA.-Patentschrift Nr. 2 443 333.