DE2038115B2 - Steuerventil mit geringem Durchflußwiderstand - Google Patents

Description

Standes optimale Querschnittsfläche der umlaufenden Nut 5 gebUdeten zweiten Strompfad entsprechend

Nut bzw. Nuten wird dadurch erreicht, daß deren Pfeil 19, strömt der deai Pumpenanschluß P gegen-

Längserstreckung in etwa der Längserstreckung des überliegenden Seite 20 des Ventilraumes P zusatzlich

durch den Einstich der Nut sich ergebenden Steuer- Arbeitsmittel zu, so daß im Ringraum 22 zwischen

kolbensteges entspricht. 5 Fühnmgsbohrung 21 und Steuernut b eine weitge-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der hend vergleichmäßigie Strömungsgeschwindigkeit

Zeichnung dargestellt. herrscht Der von der Nut 6 gebildete zweite

F i g. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein 4-Wege- Stromr fad im Ventilraum B' gewährleistet den in

ventil in der Ausgangsstellung; dem dem Arbeitsleitungsanschluß B gegenüberhegen-

Fig.2 zeigt einen Axialschnitt des Ventils nach io den Bereich 23 des Venrikaumes B' einströmenden

F i (?. 1 jedoch mit einer senkrecht dazu verlaufenden Arbeitsmittel einen freien Weiterfluß in Richtung des

Schnittebene und in der einen Schaltstellung des Arbeitsleitungsanschlusses B. Die der Steuerkante b'

Steuerkolbens; ferngelegene radial verlaufende Begrenzungsfläche

F ig. 3 zeigt ebenfalls dasselbe Ventil nach Fig. 1 5 a der Nut 5 sowie die der Steuerkante b" ferngele-

und einem Schnitt entsprechend Fig.2, jedoch in 15 gene radial verlaufende Begrenzungsfläche 6a der

der anderen Schaltstellung des Steuerkolbens. Nut 6 schließen bündig mit den umlaufenden Kanten

In den Figuren ist mitl das Ventilgehäuse und 24, 25 der Ventilräume P' bzw. B' ab, so daß in den

mit 2 der Steuerkolben bezeichnet Das Ventilge- von den Nuten 5 bzw. 6 gebildeten Strompfaden die

häuse 1 weist einen Pumpenanschluß P, einen Tank- Strömung weitgehend verlustfrei ist. Dieselben Strö-

anschlußr sowie die Arbeitsfeitungsanschiüsse A so mungsverhältnisse ergeben sich zwischen Arbeitslei-

und B auf (Fig. 2 und 3). Die Anschlüsse münden tungsanschluß A und Tankanschluß T. Die umlau-

jeweils in den Steuerkolbeu 2 ringförmig umgebende fende Nut 4 stellt einen weiteren Strömungspfad im

Ventilräume T, A', P', B', T". Der Steuerkolben ist Ventilraum A' dar, so daß die vom Arbeitsleitungs-

mit umlaufenden Steuernuten α, b und c versehen, die anschluß/1 ankommende Strömung entsprechend

benachbarte Ventilräume bei entsprechender Schalt- 25 den Pfeilen 26, 26' in zwei Teilströme aufgeteilt wird

stellung des Steuerkolbens 2 miteinander verbinden. und diese zweigeteilte Strömung durch die Nut 3

In Nähe der durch die umlaufenden Steuernuten sich auch im Ventilraum T aufrechterhalten bleibt. Die

ergebenden Steuerkolbenkanten α', α", b', b", c', c", radial nach außen verlaufende Fläche 4 a der Nut 4

sind die Stromteilung bewirkenden Nuten 3,4,5,6.7 sowie die radial nach außen verlaufende Fläche 3 a

und 8 eingestochen, deren Einstichtiefe f der Ein- 30 der Nut 3 schließen ebenfalls bündig mit den umlau-

stichtiefei' der umlaufenden Steuernutew entspricht. fenden Kanten 27, 28 der Ventilräume T, A' zur Er-

Die Längserstreckung 1 der Nuten entspricht in etwa zielung einer weitgehend verlustfreien Strömung in

der Längserstreckung 1' der verbleibenden Stege 9, diesem Bereich ab. Die in den mit dem Tankan-

10, 11, 12, 13 und 14. Die Steuerkanten a", b', b" schluß T in Verbindung stehenden Ventilräumen T

und c' bilden gleichzeitig die Steuerkanten des Steu- 35 und T" wirksam werdenden Nuten 3 und 8 bringen

erkolbens. In der Ausgangsstellung des Steuerkol- im allgemeinen nur geringe Verbesserungen des

bens 2 nach F i g. 1 sind die Ventilräume durch die Durchflußwiderstandes, so daß bei geringeren Anfor-

verbleibenden Steuerkolbenstege 10, 11, 12 und 13 derungen an einer Verbesserung des Duchflußwider-

untereinander getrennt; lediglich der außenliegende Standes auf diese Nuten verzichtet werden kann. Die

Ventilraum T" ist über einen Kanal 15 mit dem mit 40 durch die Nuten 4,5 sowie 6 und 7 sich weiter erge-

dem Tankanschluß T in Verbindung stehenden Ven- benden Stege 29 und 30 schließen in dieser Schalt-

tilraum T verbunden. An Stelle des Verbindungska- stellung des Steuerkolbens 2 die Ventilräume P' und

nals 15 kann dem Ventilraum T" auch ein eigener A' sowie die Ventilräume B' und T voneinander ab.

Tankanschluß zugeordnet sein. Die durch die umlau- In der in F i g. 3 gezeigten Schaltstellung des Steuer-

fenden Nuten sich ergebenden Stege 16 und 17 liegen 45 kolbens 2 ist der Ventilraum P' über die Steuernut b

im Bereich der Ventilräume A' und B' und haben in mit dem Ventilraum A' und der Ventilraum B' über

dieser Schaltstellung keine Funktion. In der Schalt- die Steuernut c mit dem Ventilraum T" verbunden,

stellung des Steuerkolbens 2 nach Fig. 2, in der der Die Ventilräume P' und B' sowie die Ventilräume A'

Steuerkolben in Richtung des Pfeiles 18 gegenüber und 7" sind durch die Stege 29 und 30 untereinander

der Ausgangsstellung nach F i g. 1 verschoben ist, 50 getrennt. Die Strömungsverhältnisse sind in dieser

verbindet die Steuernuta des Steuerkolbens2 den Schaltstellung bezüglich der Stromteilung und der

Ventilraum T mit dem Ventilraum A' und die Steu- damit verbundenen Herabsetzung der Strömungsver-

ernutfc den Ventilraum P' mit dem Ventilraum B'. luste dieselben wie in der Schaltstellung nach

Der Arbeitsleitungsanschluß A ist somit mit dem F i g. 2.

Tank und der Arbeitsleitungsanschluß B mit der 55 An Stelle eines Vollkolbens kann auch ein Hohl-Pumpe verbunden. Es findet demzufolge eine Strö- kolben als Steuerkolben eingesetzt werden. Ferner mung aus dem Ventilraum P' in den Ventilraum B' kann die Erfindung auch auf andere Durchflußbilder und eine Strömung aus dem Ventilraum A' zurück in des Steuerventils angewendet werden. Schließlich den Vendlraum T statt. Die eingestochenen Nuten 5 können die durch die umlaufenden Nuten sich erge- und 6 in Nähe der Steuerkanten b', b" bilden jeweils 60 benden Stege des Steuerkolbens in vorteilhafter emen zusätzlichen Strömungspfad in den Ventilräumen Weise als strömungsgiinstige scheibenförmige Rippen P' und B', so daß vom Pumpenschluß P zum Arbeits- ausgebildet sein, wenn den Stegen nicht zugleich eine leitungsanschluß B zwei Teilströme entsprechend den trennende Funktion hinsichtlich benachbarter Ventil-Pfeilen 19, 19' wirksam sind. Durch den von der räume zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Jen, die auf Grund ihres bei dieser Durchflußmenge

Patentansprüche: auftretenden Druckverlustes einen wirtschaftlichen

Einsatz gewährleistet. Zur Herabsetzung des den

1. Steuerventil, insbesondere für hydraulische Druckverlust bewirkenden Durctflußwiderstandes Flüssigkeiten, bei dem in einer Bohrung des Ven- 5 von Steuerventilen ist es bekannt, den den Steuerkoltilgehäuses ein Steuerkolben verschiebbar an- ben umgebenden Ventilräumen eine geräumige Ausgeordnet ist, der mit umlaufenden Steuernuten bildung und den die Verbindung von benachbarten versehen ist, die mit als umlaufende Nuten in der Ventilräumen bewirkenden umlaufenden Steuernuten Bohrung gestalteten, mit Ventilöffnungen ver- des Steuerkolbens tine strömungsgünstige Form zu bundenen Ventilräumen derart zusammenarbei- io geben. Die. hierbei sich ergebenden Verbesserungen ten. daß in zumindest einer Schaltstellung durch des Durchflußwiderstandes sind gering und haben die Verbindung benachbarter Ventilräume über deshalb nur wenig wirtschaftliche Bedeutung. Besdie ihnen zugeordnete Steuernut des Steuerkol- sere Ergebnisse zur Herabsetzung des Durchflußbens zumindest ein Durchflußweg durch das Widerstandes werden durch in den den Ventükolben Ventil geöffnet ist, dadurch gekenn- 15 umgebenden Ventilräumen eingegossene Leitschauzeichnet, daß zumindest neben der in der fein erzielt, die die Strömung über dem gesamten Schaltstellung zuflußseitig gelegenen Steuerkante Umfang des Steuerkolbens und damit um den von (α", b', b", c') der umlaufenden Steuernut diesem freigegebenen Steuerspalt vergleichmäßigen, (α, b, c) im Steuerkolben (2) eine eine merkliche Diese im Kreiselpumpenbau allgemein bekannte Strömungsteilung bewirkende und den Durch- so Maßnahme setzt den Durchflußwiderstand merklich flußwiderstand herabsetzende weitere umlau- herunter, so daß für bestimmte Durchflußschemata fende Nut (4, 5, 6, 7) im Steuerkolben (2) einge- der Wegeventile gegenüber den üblichen Bauformen lassen ist, deren Tiefe ungefähr gleich oder grö- für gleiche Durchflußmengen die nächst kleinere ßer als die Tiefe der Steuernut bzw. Steuernuten Baugröße eingesetzt werden kann. Das gleichzeitige (a, b, c) ist. 35 Miteingießen von Leitschaufeln in das Ventilgehäuse

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch ge- erfordert naturgemäß für das Gußstück erhöhten kennzeichnet, daß zumindest die der Steuerkante technischen Aufwand.

(b, b") ferngelegene radial verlaufende Fläche Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf-

(5 β, 6 α) der Nut (S, 6) in der Schaltstellung des fung eines Steuerventils, dessen Durchflußwiderstand

Steuerkolbens (2) mit der dem geöffneten Ring- 30 mit dem der bekannten mit Gehäuseleitschaufeln

raum (22) ferngelegenen umlaufenden Kante (25, versehenen Steuerorganen vergleichbar ist, dessen

24) des Ventilraumes (P', B") bündig abschließt. Ausbildung jedoch einfach und demgemäß ohne er-

3. Steuerkolben nach Anspruch 1 oder 2, da- höhten technischen Aufwand durchführbar ist.
durch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, (1) der Nut bzw. Nuten (3,4,5,6,7,8) der Längs- 35 daß jeweils zumindest in Nähe neben der in der erstreckung (1') des durch die Nut sich ergeben- Schaltstellung des Steuerkolbens zuflußseitig gelegeden Steuerkolbensteges (SP, 10, 11, 12, 13, 14) in nen, durch die umlaufende Steuernut des Steuexkoletwa entspricht, bens zur Verbindung der benachbarten Ventilräume

4. Steuerkolben nach einem der Ansprüche 1 sich ergebenden Steuerkante eine eine merkliche Ströbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen 40 mungsteilung bewirkende weitere umlaufende Nut im umlaufender Nut (3,4,5,6,7,8) und die benach- Steuerkolben eingelassen ist, deren Tiefe ungefähr harten Ventilräume (A', B', P', 7", T") miteinan- gleich oder großer als die Tiefe der Steuernut bzw. der verbindenden umlaufenden Steuernuten Steuernuten ist. Durch den durch die umlaufende (a, b, c) verbleibenden Steg (9, 10,11, 12, 13, 14) Nut sich ergebenden zweiten Strömungspfad wird als strömungsgünstige scheibenförmige Rippe 45 insbesondere der dem Arbeitsmittelanschluß abgeausgebildet ist. wandten Seite des ringförmigen Ventihuuines Arbeitsmittel zwangläufig zugeführt und damit eine den Durchflußwiderstand herabsetzende weitgehend ver-

gleichmäßigte Strömungsgeschwindigkeit im Bereich

50 des Ringraumes zwischen Führungsbohrung des Steuerkolbens im Ventilgehäuse und der umlaufen-

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil, insbeson- den Steuernut des Steuerkolbens erzielt. Der Einstich

dere für hydraulische Flüssigkeiten, bei dem in einer für diese zusätzliche Nut erfordert insbesondere bei

Bohrung des Ventilgehäuses ein Steuerkolben ver- Auioinatenfertigung keinen ins Gewicht fallenden

schiebbar angeordnet ist, der mit umlaufenden Steu- 55 Fertigungsaufwand. Die Ausbildung des Ventilge-

ernuten versehen ist, die mit als umlaufende Nuten in häuses wird von dieser Steuerkolbenausbildung über-

der Bohrung gestalteten, mit Ventilöffnungen ver- haupt nicht betroffen, so daß insbesondere auch

bundenen Ventilräumen derart zusammenarbeiten, noch ein nachträglicher Einbau des mit zusätzlichen

daß in zumindest einer Schaltstellung durch die Ver- umlaufenden Nuten versehen Steuerkolbens durch-

bindung benachbarter Ventilräume über die ihnen 60 führbar ist.

zugeordnete Steuernut des Steuerkolbens zumindest Zur weiteren Herabsetzung des Durchflußwiderein Durchflußweg durch das Ventil geöffnet ist. Der Standes ist es vorteilhaft, die umlaufende Nut jeweils während der Strömung im Steuerventil auftretende so anzuordnen, daß in der Schaltstellung des Steuer-Druckverlust des Arbeitsmittels stellt eine für den kolbens die der Steuerkolbenkante ferngelegene ra-Einsatz des Steuerventils in Hydraulikanlagen we- 65 dial verlaufende Fläche der Nut mit der dem geöffsentHche Kenngröße dar. Für hydraulische Anlagen neten Durchflußringraum ferngelegenen umlaufenist deshalb für eine bestimmte Durchflußmenge je- den Kante des Ventilraumes bündig abschließt. Eine weils eine solche Baugröße der Steuergeräte zu wäh- für die geforderte Herabsetzung des Durchflußwider-