DE1245665B

DE1245665B - Steuerventil

Info

Publication number: DE1245665B
Application number: DEH48032A
Authority: DE
Inventors: Erich Ruchser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-01-23
Filing date: 1963-01-23
Publication date: 1967-07-27
Also published as: US3294120A; CH448655A; GB1040850A

Description

Steuerventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil mit mittlerem Zulauf und je einem außenliegenden Rücklauf und je einem dazwischen vorgesehenen Verbraucheranschluß und Auslösung durch mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei Hilfsventile, die einen vom Zulauf abgezweigten Hilfskreis steuern, der wechselseitig an je einen einem Antriebskolben zugeordneten Druckraum anschließbar ist, wobei die Antriebskolben über ein Gestänge je einen. Schieberkolben zwischen Rücklauf und Verbraucheranschluß und zwischen Zulauf und Verbraucheranschluß Sitzventile antreiben.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung zu vereinfachen und über größere Betriebszeiten hinaus sicherzustellen und in der abgeschalteten Neutralstellung den Druckverbraucher eindeutig zu verriegeln, ohne das Bewegungsspiel in engen Grenzen festlegen zu müssen. Die Ventilteile und die damit in Verbindung stehenden Antriebskolben sollen also eine gewisse Bewegungsfreiheit erhalten, um den Gesamtaufbau des Steuerventils zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird gemäß. der Erfindung dadurch gelöst, daß die scheibenförmigen Verschlußstücke der Sitzventile auf dem Gestänge verschiebbar und abgedichtet unter an sich bekannter Zwischenschaltung einer Feder gelagert sind und daß in an sich bekannter Weise mit den Schieberkolben verbundene und durch die Öffnungen der Ventilsitze hindurchführbare Ansätze vorgesehen sind, die sich als öffnungsanschläge gegenüber dem einen oder anderen Verschlußstück abstützen und nur dieses eine Verschlußstück im Sinne einer Öffnungsbewegung verschieben.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispidle in den Zeichnungen, und zwar F i g. 1 ein Steuerventil mit zwei Hilfsventilen und federbelasteten Antriebskolben in der Mittelstellung und F i g. 2 das gleiche Ventil in einer Endstellung, F i g. 3 ein Steuerventil ohne Federbelastung in seiner Mittelstellung und F i g. 4 das gleiche Ventil in einer Endstellung.
In dem Ventilgehäuse 1 sind die Anschlüsse, und zwar der Anschluß 2 für den Druckmittelzulauf und die Anschlüsse 3, 3' zu einem nicht dargestellten Druckverbraucher in Form eines doppelt beauf schlagten Arbeitskolbens gezeigt, während die Rück-Läufe 4 und 4' die Rückleitung, z. B. von Drucköl vom Druckverbraucher, in der einen oder anderen Endstellung übernehmen.
In dem Gehäuse 1 ist am Zulaufraum bei 5 der Hilfskreis abgezweigt, der einmal über das Mehrwegehilfsventil 6 einen Druckmittelaüfbau in dem Druckraum 7 vor dem Antriebskolben 8 bewirkt, wenn es in die obere Stellung übergeführt wird. Der Ablauf 9 am Hilfsventil 6 sorgt dafür, daß der Druckabbau im Druckraum 7 erfolgt. Gleichzeitig wird über das Hilfsventil 6' ein Druckauf- oder -abbau in dem Druckraum 7' vor dem Antriebskolben 8' möglich, wenn das Hilfsventil 6' iri die obere Stellung übergeht und der Abgang 9' verschlossen ist.
In der gezeichneten Stellung ist der Druckverbraucher verriegelt, d. h., er kann in keiner Richtung Bewegungen ausführen, weil alle Verbindungen zu den Verbraucheranschlüssen und zu den Rückläufen geschlossen sind.
Zur Steuerung und Trennung der Anschlüsse 3 und 3' zum Verbraucher von den Rückläufen 4, 4' ist mit den Antriebskolben 8 je ein- Schieberkolben 10 verbunden, der mittels einer O=Ringdichtüng oder einer Lippendichtung 11a gegenüber dem Gehäuse die Steuerräume voneinander trennt, wobei die Ringlippe jetzt in Zulaufrichtung angeordnet ist, so daß sie von keinerlei Steuerkanten zuerst beansprucht wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Lebensdauer der Lippendichtungen zu erhöhen.
Die Schieberkolben 10 sind untereinander mittels einer Stange 11 verbunden, und nach dem Ausführungsbeispiel ist diese in Bohrungen der Schieberkolben lösbar eingesetzt und die Verbindung erfolgt kraftschlüssig - über die Federn 12 in den Arbeitsräumen der Arbeitskolben 8 und 8'. Die Schieberkolben 10 besitzen weiterhin Ansätze 13, die so ausgebildet sind, daß sie mit ihren in Form von Anschlägen 14 verbreiterten Enden durch die Öffnungen 15 der Ventilsitze 16 durchführbar sind, ohne jedoch den Druckmitteldurchfluß zu behindern. Die Ventilsitze 16 werden als Ringscheiben ausgebildet und befinden sich zwischen Abstandshaltern, so daß sie mit ihrem Außenumfang gleichzeitig die Abdichtung der einzelnen Steuerräume mit übernehmen können.
Auf den Ventilsitzen 16 stützen sich ringförmig ausgebildete Verschlußstücke 17 ab, die auf der Stange 11 verschiebbar angeordnet sind und mittels Dichtungen 18 abgedichtet werden. Diese Verschlußstücke 17 sind untereinander mittels einer Feder 19 so verbunden, daß sie sich gegen die Ventilsitze 16 anlegen, wenn auf die Verschlußstücke 17 keinerlei Verstellkräfte ausgeübt werden. In der gezeichneten Stellung schließen also die Verschlußstücke 17 unter dem Einfluß der Feder.19 den Zulauf 2 zu den beiden Verbraucheranschlüssen 3 und 3' eindeutig ab, während über die Schieberkolben 10 die Verbraucheranschlüsse 3 und 3' gegenüber den Rückläufen 4 und 4' abgeschlossen sind. Jedoch kann zwischen den Anschlägen 14 und den Verschlußstücken 17 ein geringfügiges Spiel 22 zugelassen bleiben, ohne daß sich dies auf die Stellungen der einzelnen Verschlußstücke störend auswirkt. Auf diese Weise ist es möglich, daß Wegänderungen innerhalb der Verschlußstücke 17 gegenüber ihren Sitzflächen berücksichtigt werden können, und zwar selbsttätig je nachdem, auf welcher Seite solche Wegänderungen auftreten, z. B. durch Abnutzungen od. dgl.
Wird eines der Hilfsventile, und zwar beispielsweise nach F i g. 2 das Hilfsventil 6' umgeschaltet, dann erfolgt Druckaufbau im Druckraum 7' und der Antriebskolben 8' läuft gegen den am Ende des Druckraumes vorgesehenen elastischen Anschlag 20, und gleichzeitig wird die Stange Il verschoben, welche den Schieberkolben 10 in gleicher Weise in die andere Endstellung überführt, so daß der Druckmittelzulauf 2 zu dem Verbraucheranschluß 3' geöffnet ist, weil mittels des Anschlages 14 und des Ansatzes 13 das Verschlußstück 117 unter Spannung der Feder 19 in die Öffnungsstellung übergeführt ist.
Das andere Verschlußstück 17 bleibt nach wie vor in seiner Abschlußstellung, jedoch ist über die Stange 11 jetzt der linke Schieberkolben 10 aus seiner Dichtung 11 herausgeschoben und der Verbraucheranschluß 3 mit dem Rücklauf 4 verbunden, so daß der nicht dargestellte Druckverbraucher eine Bewegung ausführen kann, solange das Hilfsventil 6' in der oberen eingeschalteten Stellung verbleibt. Wird wieder das Hilfsventil 6" abgeschaltet, dann ist der Druckraum 7' vor dem Antriebskolben 8' mit dem Hilfsventilabgang 9' verbunden, und die Feder 12 im Druckraum 7 führt sämtliche Ventilteile in die Mittelstellung zurück, wobei gleichzeitig durch die sich gegebenenfalls rascher entspannende Feder 19 zwischen den Verschlußstücken 17 die Abschlußstellung eingeleitet wird. Alle Ventilteile nehmen dann wieder ihre endgültige Mittelstellung ein, und der Druckverbraucher ist verriegelt.
In dem Ausführungsbeispiel ist deutlich zu erkennen, wie der Anschlag 14 auf dem Ansatz 13 durch die lichte Weite des Ventilsitzes 16 hindurchgreift. Das gleiche Bewegungsspiel findet auch in umgekehrter Weise statt, wenn das Hilfsventil 6 ein-bzw. ausgeschaltet wird. Der gleiche Aufbau ist jedoch auch denkbar, wenn nur ein einziges Hilfsventil und z. B. nur ein einseitig beaufschlagter Verbraucher verwendet wird, dessen einer Anschluß dann ständig unter Druck stehen kann, wobei z. B. eine der Federn 12 die dauernde öffnung eines der Verschlußstiicke 17 durch größere Abmessungen bewirkt. Die Einrichtung nach F i g. 1 kann auch nachträglich durch Ausbau oder Stillegung eines der Hilfsventile so umgestellt werden.
In dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 sind im wesentlichen alle Teile funktionsmäßig gleich ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, daß die Stange 11 jetzt mit den beiden Schieberkolben 10 fest verbunden ist, beispielsweise bei 21. Dafür fehlen alle Federn für eine Mittelstellung.
Die Mittelstellung wird bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich durch die sich entspannende Feder 19 zwischen den Verschlußstücken 17 bewirkt, wobei sich das jeweilige Verschlußstück 17 auf den Anschlag 14 des Ansatzes 13 des in den Zulaufraum hineingeführten Schieberkolbens 10 abstützt und diesen dann in. die jeweilige Endstellung überführt, bis das Verschlußstück 17 sich auch auf dem Ventilsitz 16 abstützen- kann. Durch die Bemessung der Querschnitte am Schieberkolben 10 in der Form, daß der dem Verbraucheränschluß zugekehrte Querschnitt gegenüber seiner Abdichtstelle abgesetzt ist, kann gleichzeitig diese Querschnittsausbildung mit als Rückstellkraft für die Mittelstellung herangezogen werden, solange das Verschlußstück 17 noch nicht seine endgültige Endstellung eingenommen hat.
An Stelle von elastischen Ringsitzscheiben 16 ist es auch möglich, an sich bekannte unelastische Ventildurchgänge vorzusehen und die Verschlußstücke 17 in bekannter Weise mehr oder weniger elastisch oder mit elastischen Abdichtmitteln auszurüsten. Es ist schließlich auch denkbar, an Stelle der Lippendichtungen lla an sich bekannte O-Ringabdichtungen vorzusehen.
Auch in den Ausführungsbeispielen in F i g. 3 und 4 ist dafür Sorge zu tragen, daß die Anschläge 14 in der Mittelstellung gegenüber den Verschlußst-ücken 17 ein geringes Spiel 22 aufweisen. Es ist auch möglich, durch entsprechende Ausbildung der Stange 11 in den Schieberkolben 10 das Spiel 22 auch nachträglich veränderbar auszubilden, falls dies erwünscht ist. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 können in den Bohrungen der Schieberkolben einzelne Abstandsscheiben vorgesehen werden, um das Spiel zu vergrößern oder durch Herausnahme von solchen Abstandsscheiben zu verkleinern.
In dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 und 4 kann durch einfache Schraubvorgänge an mindestens einem der Schieberkolben 10 das Abstandsspiel zwischen den Verschlußstücken 17 und den Anschlägen 14 einstellbar ausgebildet werden.
In F i g. 4 ist die Endstellung des Ventils nach F i g. 3 zu erkennen, und auch hier greift der Anschlag 14 durch die lichte Weite 15 des einen scheibenförmigen Ventilsitzes 16 hindurch, und zwar so lange, bis der Antriebskolben 8' rechts sich an dem elastischen Anschlag 20 anlegt. Gleichzeitig wird durch die zwangläufige Verbindung des Gestänges 11 mit dem anderen Schieberkolben 10 dieser in seine äußere Endstellung übergeführt und der Verbraucheranschluß 3 mit dem Rücklauf 4 verbunden.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuerventil mit mittlerem Zulauf und je einem außenliegenden Rücklauf und je einem dazwischen vorgesehenen Verbraucheranschluß und Auslösung durch mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei Hilfsventile, die einen vom Zulauf abgezweigten Hilfskreis steuern, der wechselseitig an je einen einem Antriebskolben zugeordneten Druckraum anschließbar ist, wobei die- Antriebskolben über ein Gestänge je einen Schieberkolben zwischen Rücklauf und Verbraucheranschluß und zwischen Zulauf und Verbraucheranschluß Sitzventile antreiben, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t; daß die scheibenförmigen Verschlußstücke (17) der Sitzventile auf dem Gestänge (11) verschiebbar und abgedichtet unter an sich bekannter Zwischenschaltung einer Feder (19) gelagert sind und daß in an sich bekannter Weise mit den Schieberkolben (10) verbundene und durch die Öffnungen (15) der Ventilsitze (16) hindurchführbare Ansätze (13) vorgesehen sind, die sich als Öffnungsanschläge (14) gegenüber dem einen oder anderen Verschlußstück (17) abstützen und nur dieses eine Verschlußstück im Sinne einer Öffnungsbewegung verschieben. 2: Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußstücke (17) als starre Scheiben und die Ventilsitze der Sitzventile als elastische, zwischen Abstandshaltern angeordnete Ringscheiben (16) ausgebildet sind und daß die Ringscheiben mit ihrem Außenumfang gleichzeitig zur Abdichtung der Steuerräume des Steuerventils dienen. 3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkolben (10) rohrförmige Ansätze (13) aufweisen, die zur Zusammenarbeit mit den Verschlußstücken (17) bestimmt sind. 4. Steuerventil mit federbelasteten Schieberkolben-Stimfiächen für die neutrale Mittelstellung der Schieberkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkolben (10) in an sich bekannter Weise durch eine Verbindungsstange (11) miteinander verbunden sind, die in Bohrungen der Schieberkolben (10) lösbar eingesetzt ist. 5. Steuerventil mit neutraler Mittelstellung ohne Federbelastung an den Schieberkolben-Stirnfiächen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkolben (10) durch eine Verbindungsstange (11) miteinander formschlüssig verbunden sind und daß die Rückführung in die Mittelstellung mittels der zwischen den Verschlußstücken (17) angeordneten Feder (19) erfolgt. 6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelstellung zwischen den Rückseiten der Verschlußstücke(17) und den Enden der Öffnungsanschläge (14) ein vorzugsweise einstellbares Abstandsspiel (22) vorgesehen ist (F i g. 3). 7. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (1) elastische Endanschläge (20) vorgesehen sind, die den Arbeitsweg der Schieberkolben (10) begrenzen. B. Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endanschläge (20) Ringscheiben sind, die im Bodenbereich des Ventilgehäuses (1)- angeordnet sind und an denen Kolbenrückseiten der an den Schieberkolben (10) befestigten Antriebskolben (8, 8') anlaufen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 763 594, 9.05 702, 939 316; deutsche Auslegeschriften Nr. 1022 865, 1068 524, 1093 635, 1099 813; USA: Patentschriften Nr. 2 409 517, 2 998 026.