DE2346698B2 - Umschaltventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein durch eine Ventilfeder belastetes, im Nebenschluß zum Hauptstrom angeordnetes Umschalt- oder Überströmventil für mit Druckflüssigkeit arbeitende Arbeitsgeräte wie Spritzpistolen od. dgl., welches bei Unterbrechung des zur Arbeitsstelle führenden Hauptstromes durch den hierbei im Arbeitsleitungssystem erzeugten Druckanstieg geöffnet wird und wobei der mit Bezug auf den Hauptstrom hinter dem Ventil angeordnete, mit dem Saugleitungssysterr, verbundene Ventilraum durch einen mit dem Ventil verbundenen Ventilkolben mit einer den Ventilöffnungsquerschnitt übersteigenden wirksamen Kolben- fläche begrenzt wird.

Umschalt- oder Überströmventile dieser Art für Spritzpistolen sind an sich bekannt. Wird die Düse der Spritzpistole geschlossen, so öffnet sich das Ventil infolge des hinter der Düse entstehenden Staudruckes, und der sich hinter dem Ventil aufbauende Druck des Arbeitsmediums drückt den Ventilkolben gegen die Wirkung der Ventilfeder mit einem sich aus dem Querschnittsverhältnis von Ventilkolben und Ventilöffnungsquerschnitt ergebenden Druck zurück.

Das Querschnittsverhältnis ist jedoch begrenzt. Wird die Spritzdüse wieder geöffnet (bzw. das entsprechende Gerät wieder in Tätigkeit gesetzt), sinkt der Druck im Arbeitsleitungssystem wieder ab, so daß auf das Ventil eine im Schließsinne wirkende Kraft ausgeübt wird. 1st nun das erwähnte Querschnittsverhältnis zu groß, entsteht in dem Raum hinter dem gesteuerten Ventilöffnungsquerschnitt ein Druck, der zusammen mit dem stets vorhandenen Reibungswiderstand am Ventilkolben und an der Ventilführung so groß ist, daß er von der auf den Überströmdruck berechneten Ventilfeder nicht mehr überwunden werden kann, der Schließdruck des Ventils also nicht mehr ausreicht, das Ventil zu schließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bisherigen Umschalt- oder Überströmventile zu beheben und eine Einrichtung vorzusehen, die ein Schließen des Ventils auch bei großen Querschnittsverhältnissen unter allen Umständen sicherstellt.

Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß zwischen dem Arbeitsleitungssystem und dem Ventilraum hinter dem Umschalt- oder Überströmventil ein in einem Zylinder gleitender Saugkolben angeordnet ist, dessen eine Kolbenseite mit dem Arbeitsleitungssystem und dessen andere Seite mit dem

⁶-^s genannten Ventilraum sowie über eine Drosselstelle und über ein bei einem bestimmten Überdruck im Ventilraum gegenüber dem Saugleitungssystem sich öffnendes Ventil mit dem Saugleitungssystem verbunden

Durch die Erfindung wird erreicht, daß im Augenblick des Absinkens des Druckes bei Eröffnung der Düse (bzw. bei Anstellung eines entsprechenden Gerätes) über den Saugkolben ein zusätzlicher Unterdruck im Ventilraum zwischen Ventilöffnungsquerschnitt und Ventilkolben erzeugt und dacarch eine starke Saugkraft auf den Ventilkolben ausgeübt wird, die zusätzlich zu der Kraft der Ventilfeder das Schließen des Ventils bewirkt. Die wirksame Kolbenfläche des Ventilkolbens kann dadurch um das Vielfache größer als der Ventilöffnungsquerschnitt sein und der Druck bei geschlossener Pistole oder Sperrung einer sonstigen Arbeitsstelle darf auf einen Bruchteil des sonst herrschenden Betriebsdruckes abgesunken sein.

Vorzugsweise ist die Rückseite des Ventilkolbens mit dem Saugleitungssystem verbunden, das auch die Außenatmosphäre sein kann, sofern das Saugleitungssysiem der Anlage unter Außendruck steht

Des weiteren ist vorzugsweise das zwischen dem Ventilraum einschließlich der mit dem diesem verbundenen Kolbenseite des Saugkolbens und dem Saugleitungssystem angeordnete Ventil als Rückschlagventil ausgebildet. Rückschlagventil und Drossel bewirken hierbei, daß während der Saugwirkung des Saugkolbens keine Flüssigeit aus dem Saugleitungssystem angesaugt wird, welche den angestrebten Saugdruck im Ventilraum wieder aufheben könnte. Andererseits wird der zum öffnen des Ventils notwendige Druck im Ventilraum sichergestellt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung beziehen sich auf eine vorteilhafte Anordnung und Abdichtung von Ventil und Ventilkoloen sowie auf eine vorteilhafte gedrängte Bauart der Vorrichtung, indem z. B. Saugzylinder mit Saugkolben und/oder Drossel und Rückschlagventil mit dem Umschalt-Überströmventil in einem gemeinsamen Gehäuse, und zwar insbesondere derart angeordnet sind, daß die einzelnen zu dem Saugkolben bzw. zu der Rückseite des Ventilkolbens führenden Leitungen als kurze einfache Bohrungen im Gehäuse ausgeführt werden können.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage,

F i g. 2 eine konstruktive Darstellung eines Umschalt- oder Überströmventils, das mit Saugzylinder, Drossel und Rückschlagventil zu einer baulichen Einheit zusammengebaut ist, und

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2.

In dem Ventilgehäuse 10, das z. B. aus einem Unterteil 10a und einem Oberteil 106 besteht, sind das Umschalt- oder Überströmventil 11 (im folgenden kurz »Umschaltventil« genannt) mit dem Ventilkegel 12 und einem durch den Durchmesser d entsprechend dem Zuleitungsar.schluß 13 angedeuteten Ventilöffnungsquerschnitt sowie mit einem mit dem Veniil aus einem Stück bestehenden bzw. mit ihm fest verbundenen, einen Durchmesser D aufweisenden Ventilkolben 14 schiebbar gelagert. Der Kolben 11 weist einen Ansatz 15 auf, der eine feste Zwischenwand 16 durchsetzt una einen Durchmesser d\ hat, der zweckmäßig gleich dem Durchmesser i/des Ventilöffnungsquerschnittes ist. Der Ansatz 15 wird durch die Ventilfeder 17 belastet, deren Spannung durch eine Einstellschraube 18 regelbar ist. ⁶S

Der Ventilkolben 14 unterteilt den Raum innerhalb des Ventilgehäuseteiles 10a in einen vorderen Ventilraum 19 zwischen dem gesteuerten Ventilöffnungsquerschnitt und dem Ventilkolben 14 und in einen rückwärtigen Raum 20 zwischen dem Ventilkolben K und der fest in das Gehäuse 10 eingesetzten Zwischenwand 16. Dichtungen, z. B. O-Dichtungen 21, 22 und 23 dichten den Ventilkolben 14 gegen das Ventilgehäuse bzw. die Zwischenwand 16 gegen den Ventilansatz 15 und das Gehäuse ab.

Der Zuleitungsanschluß 13 ist an das Arbeitsleitungssystem 24 angeschlossen, das yon einem Vorratsbehälter 25 durch eine Pumpe 26 mit Arbeitsdruckflüssigkeit beliefert wird und zu einem Arbeitsgerät, insbesondere einer Spritzpistole 27 mit Schlauchanschluß 28 und einer Soritzdüse 29, führt.

Aus üchi Ventilraum 19 führt ein Auslaßanschluß 30 über eine Leitung 30a, eine Drossel 31 und ein Rückschlagventil 32 zum Saugleitungssystem 33 zurück, das z. B. an den Vorratsbehälter 25 bzw. an die Saugseite der Pumpe 26 angeschlossen und andererseits über eine Anschlußöffnung 34 mit dem oberen Ventilraum 20 verbunden ist.

Zwischen dem Arbeitsleitungssystem 24 und dem Auslaßanschluß 30 des Ventilraumes 19 ist ein Saugzylinder 35 angeordnet, in welchem ein Saugkolben 36 gleitend und passend gelagert ist.

Wie ersichtlich, befindet sich das Umschaltventil im Neoenschluß zum Arbeitsgerät (Spritzpistole) 27. Wird der Druckerzeuger, also die Pumpe 26, angeschaltet, so fördert diese die Druckflüssigkeit in die geschlossene Spritzpistole 27. Das Umschaltventil 11, dessen Ventilfeder 17 um einen bestimmten Betrag (z. B. etwa 10%) höher als der Betriebsdruck vorgespannt ist, öffnet sich infolge des im Leitungssystem 24 entstehenden Staudruckes schlagartig, und die Flüssigkeit strömt über die Drossel 3i und das Rückschlagventil 32 in das Saugleitungssystem 33 zurück, die Drossel 31 ist hierbei so dimensioniert, daß sich im vorderen Ventilraum 19 ein etwas höherer Druck als in dem an das Saugleitungssystem 33 angeschlossenen rückwärtigen Ventilraum 20 einstellt, und zwar ein Druck, der dem Saugdruck des Saugleitungssystems zusätzlich einem durch die Drossel 31 erzeugten Drosseldruck entspricht. Der zusätzliche Drosseldruck im Ventilraum 19, der bei weiterlaufender Pumpe 26 aufrechterhalten wird, hält auch das Ventil 11 offen. Ein gleicher Druck herrscht auch im Arbeitsleitungssystem 24. Damit ist auch der Druck im Raum 37 gleich dem Druck im Raum 38 beiderseits des Saugkolbens 36, der zuvor durch den beim Anstellen der Pumpe 26 erzeugten Druck im Leitungssystem 24 in die (in der Zeichnung obere) Auswärtsstellung gebracht worden ist.

Wird das Arbeitsgerät 27 angestellt, also z. B. die Düse 29 der Spritzpistole geöffnet, bricht der Arbeitsdruck im Schlauch 28 bzw. im Leitungssystem 24 um wenige Sekunden oder Teile einer Sekunde früher zusammen als im Ventilraum 19. Die Folge ist, daß der Saugkolben 36 schlagartig in die andere (in der Zeichnung untere) Einwärtsstellung läuft. Durch die Saugwirkung des Saugkolbens 36 entsteht im Kolbenraum 38 und damit über den Anschluß 3"0 im Ventilraum 19 ein Unterdruck, wobei der sich vergrößernde Kolbenraum 38 ein bestimmtes Volumen aus dem Ventilraum 19 aufnimmt. Das Rückschlagventil 32 schließt kurzzeitig, während die aus dem Kolbenraum 37 verdrängte Flüssigkeit über die Düse 29 zum Gerät (Spritzpistole) 27 verdrängt wird.

Durch den plötzlich erzeugten Unterdruck im Ventilraum 19 wird das Ventil 11 durch die Ventilfeder 17 schlagartig geschlossen. Das Arbeitsleitungssystem 24

steht nunmehr unter dem Betriebsdruck, mit dem das Gerät 27 betrieben wird.

Wird das Gerät abgeschaltet, also der Zutritt der Flüssigkeit zur Düse 29 der Spritzpistole geschlossen, stellt sich gegen die Kraft der Feder 17 und die Kraft im rückwärtigen Kolbenraum 20 wieder ein etwas höherer Druck als der Betriebsdruck ein und öffnet damit in der oben beschriebenen Weise wieder das Ventil 11.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 3 sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist der Saugzylinder 35 mit dem Saugkolben 36 auf der dem Auslaßanschluß 30 gegenüberliegenden Seite angeordnet, und zwar mit quer zur Ventilachse angeordneter Achse, wobei der Kolbenraum 37 durch eine Querbohrung 37a mit einem Raum 24a des Arbeitsleitungssystems verbunden ist, während der Kolbenraum 38 über eine Querbohrung 30a unmittelbar mit dem Ventilraum 19 in Verbindung steht. Die Drossel 31 ist in unmittelbarer Nähe des Ventilraumes 19 am Abflußanschluß 30 desselben angeordnet, gefolgt von einem Rückschlagventil 32, das in einem Raum 33a des Saugleitungssystems innerhalb des Gehäuseansatzes 10c untergebracht ist. Eine Bohrung 34a verbindet den Raum 33a mit dem rückwärtigen Ventilraum 20.

Wie ersichtlich, sind Saugzylinder 35 mit Saugkolben 36, Drossel 31 und Rückschlagventil 32 zusammen mit dem Umschaltventil 14 und der Ventilfeder 17 als einbaufertiges Ganzes in einem Gehäuseaggregat vereinigt, so daß eine Montage der Einzelteile mit den erforderlichen Leitungsanschlüssen erspart wird und die verbindenden Leitungen als kurze Bohrungen ausgeführt sein können.
Statt als Gleitkolben kann der Saugkolben 36 auch als Membranbalg oder in sonstiger wirkungsmäßig entsprechender Weise ausgebildet sein. Auch können Drossel 31 und Rückschlagventil 32 zu einem Aggregat bzw. Ventilelement vereinig! sein, wie auch sonst die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Durch eine Ventilfeder belastetes, im Nebenschluß zum Hauptstrom angeordnetes Umschaltoder Überströmventil für mit Druckflüssigkeit arbeitende Arbeitsgeräte wie Spritzpistolen od. dgl., welches bei Unterbrechung des zur Arbeitsstelle führenden Hauptstromes durch den hierbei im Arbeitsleistungssystem erzeugten Druckanstieg geöffnet wird und wobei der mit Bezug auf den Hauptstrom hinter dem Ventil angeordnete, mit dem Saugleitungssystem verbundene Ventilraum durch einen mit dem Ventil verbundenen Ventilkolben mit einer den Ventilöffnungsquerschnitt übersteigenden wirksamen Kolbenfläche begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Arbeitsleistungssystem (24) und dem Ventilraum (19) hinter dem Umschaltventil (11) ein in einem Zylinder (35) gleitender Saugkolben (36) angeordnet ist, dessen eine Kolbenseite (37) mit dem Arbeitsleitungssystem und dessen andere Kolbenseite (38) mit dem genannten Ventilraum (19) sowie über eine Drosselstelle (31) und über ein bei einem bestimmten Überdruck im Ventilraum (19) gegenüber dem Saugleitungssystem (33) sich öffnendes Ventil (32) mit dem Saugleitungssystem verbunden ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche (Durchmesser D) des Ventilkolbens (14) in an sich bekannter Weise um das Vielfache größer als der Ventilöffnungsquerschnitt (Durchmesser d) ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Kolbenseite (20) des Ventilkolbens (14) mit dem Saugleitungssystem (33) verbunden ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Ventilraum (19) einschließlich der mit diesem verbundenen Kolbenseite (38) des Saugkolbens (36) und dem Saugleitungssystem (33) angeordnete Ventil (32) ein Rückschlagventil ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (17) des Umschaltventils (11) sich gegen ein mit diesem verbundenes Federwiderlager abstützt, das mit dem Ventilkolben (14) durch einen eine Abschluß- oder Zwischenwand (16) zum Abschluß des rückwärtigen Ventilkolbenraumes (20) abgedichtet durchsetzenden Kolbenansatz (15) verbunden ist und der Querschnitt (Durchmesser d\) des Kolbenansatzes (15) gleich oder im wesentlichen gleich dem Ventilöffnungsquerschnitt (Durchmesser d) ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Saugzylinder (35) mit Saugkolben (36) und/oder Drossel (31) und Rückschlagventil (32) mit dem Umschaltventil (11) in einem gemeinsamen Gehäuse (10) angeordnet sind.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Saugkolben (36) enthaltende, vorzugsweise quer zur Achse des Umschaltventils (11) angeordnete Saugzylinder (35) unmittelbar neben dem Umschaltventil (U) angeordnet und durch Bohrungen (37a, 38λ) einerseits mit einem Raum (24a des Arbeitsleitungssystem) in Stromrichtung vor dem Ventilöffnungsquerschnitt (bei 13) und andererseits mit einem Ventilraum (19) in Stromrichtung hinter dem Ventilöffnungsquer

schnitt verbunden ist.

8. Ventil nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Saugzyünder (35) auf der einen und Drossel (31) mit Rückschlagventil (32) auf der anderen Seite des Umschaltventils (11) angeordnet sind.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (20) auf der Rückseite des Ventilkolbens (14) mit einem z. B. die Ventilfeder des Rückschlagventils (32) enthaltenden Raum (33a) des Saugleilungssystems (33) hinter diesem Ventil (32) durch eine Bohrung (34a) im gemeinsamen Gehäuse (10) verbunden ist