DE2605175B2 - Öldrucksteuerventil für Einleitungs-Ölschmieranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Öldrucksteuerventil, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführt ist. Ein solches Öldrucksteuerventil ist aus der US-Patentschrift 2635710 bekannt. Bei ihm ist der Kolben dicht geführt, so daß das Schmiermittel, wenn der Einlaß durch den Schmiermitteldruck geöffnet wird, über eine besondere Leitung außerhalb des Ventils zu den Schmierstellen geführt werden muß. Daher sind zwei Ventilanordnungen (20 und 22 in de; genannten Patentschrift) in Verbindung mit zwei Regulierventilen 60 und entsprechend verdoppelter Leitungsführung erforderlich, um bei der bekannten Anordnung den nötigen Wirkungsbereich auch nur einigermaßen zu erfassen.

Auf dem Wege der offenkundigen Vorbenutzung sind ferner Öldrucksteuerventile bekanntgeworden, die zur öffnung bzw. zur Schließung der Zuleitung zum Schmierkreis einen Gummiverschluß aufweisen, der in der Richtung der Längsachse des Ventils verschiebbar ist und den Abfluß des Öls vom Schmierkreis zum Auffangbehälter lediglich in einer abwärts gerichteten Strömung, also lediglich von einem höher gelegenen Teil des Schmierkreises zu einem niedriger gelegenen Teil, nicht aber auch in der umgekehrten Richtung ermöglicht.

Ventile dieser Art sind nur in solchen technischen Anwendungsbereichen einsetzbar, in denen ein vorbestimmter Druck zur Verfügung steht, so daß ein weicher Start der Pumpe nicht möglich ist. Darüber hinaus ergeben sich noch andere erhebliche Nachteile, die darin bestehen, daß das Schmieröl bisweilen den Gummi oder den gummiähnlichen Werkstoff des Ventilverschlusses angreift und die Gummiverschlüsse unter normal hohen Öldrücken in der Verschlußzone verformt werden, und zwar unter Bildung von Rissen, so daß eine sichere Abdichtung der Ölwanne nicht gewährleistet ist. Ferner sind die herkömmlichen Ventile der vorstehend genannten Art nicht mit einer Einrichtung ausgestattet, die eine Einstellung des Schließhubes des Ölverschlusses ermöglichen würde. Da der Abfluß des unter Druck stehenden Öls in die ölwanne nicht regulierbar ist und somit keine sichere Druckentlastung im Schmierkreis möglich ist, kann es vorkommen, daß die ölpumpe bei der Betriebsaufnahme überlastet wird. Außerdem wird infolge der Nichterreichung des Nulldrucks im Schmierkreis die regelmäßig notwendige Rückkehr der einzelnen an verschiedenen Stellen des Schmierkreises angeordneten Steuerelemente in ihre Ausgangsstellung verhindert. Da schließlich bei den bekannten Steuerventilen der Ventilverschluß mittels einer Feder in die Schließstellung gedrückt wird, sind

zusätzliche Steuerorgane erforderlich, um den Ventilverschluß zum öffnen der Zuleitung für den Ausfluß des Öls von seinem Sitz abzuheben.

Gegenüber dem vorstehend insgesamt erörterten Stand der Technik liegt der Erfindung die notwendigerweise in sich komplexe Aufgabe zugrunde, ein Öldrucksteuerventil der eingangs anhand der US-Patentschrift 2635710 umrissenen, im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile nicht auftreten, daß sich vielmehr eine Anordnung ergibt, bei der der Ventilverschluß in der Lage ist, nicht nur hohe Drücke ohne Beschädigung aufzunehmen, sondern auch bei niedrigen Drücken eine absolut einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten, und zwar dergestalt, daß ohne zusätzliche Organe eine Entlastung des Schmiersystems ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale.

Zum Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang noch darauf hinzuweisen, daß es - vgl. die deutschen Auslegeschrift 1058323 - bei Öldruckventilen anderer Bauart bereits bekannt war, in den Mantelflächen eines Ventilkolbens Aussparungen vorzusehen, die nach dem öffnen des Ventilkolbens ein axiales Strömen des Pumpöls zwischen der Mantelfläcne un der Innenfläche der Bohrung zulassen. Ferner war es - wiederum in anderem Zusammenhang - auch bereits bekannt, für die Aufnahmebohrung eines Ventükolbens, der einen Ventilsitz für eine Dichtungskugel aufweist, ein zylindrisches Abschlußelement axial justierbar einzuschrauben; vgl. die US-Patentschrift 3031032.

Der durch die Erfindung gewährleistete technische Fortschritt besteht bereits in der Lösung der weiter oben erörterten Aufgabe und ist daher insoweit ohne weiteres ersichtlich. Er stellt sich noch erheblich bedeutungsvoller dar, wenn man berücksichtigt, daß das erfindungsgemäße Öldrucksteuerventil ohne weiteres in der Lage ist, Maschinen zu versorgen, die mit unterschiedlichen Schmierkreisen arbeiten, nämlich mit Schmierölen unterschiedlicher Viskosität und mit wahlweise unterschiedlichen Drücken. Von Bedeutung ist ferner, daß das erfindungsgemäße Öldrucksteuerventil jederzeit ein weiches Anlaufen der ölpumpe ermöglicht, daß es weitgehend wartungsfrei arbeitet und daß es trotz all der genannten funktionellen Vorteile einfach und wirtschaftlich herstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet im übrigen vorteilhafte Weiterbildungen, die in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben sind.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

Der Zeichnung ist zu entnehmen, daß das Ventilgehäuse 1 mit einer Zylinderbohrung ausgestattet ist, die den oberen Abschnitt 2 einer Axialbohrung 2,13,19 bildet, in den ein zylindrisches Element 3 eingeschraubt ist. Dieses zylindrische Element 3 ist mit einer Förderleitung verbunden, mittels der von einer nicht dargestellten Pumpe über eine ölzuführungsleitung 4 Drucköl in das Ventil eingeleitet wird, wobei die genannte ölzuführungsleitung 4 in den oberen Abschnitt 5 einer erweiterten zylindrischen axialen Bohrung 5,11 einmündet, in dem eine vorgespannte Schraubenfeder 6 angeordnet ist. Diese Schraubenfeder 6 drückt eine Kugel 7 gegen die öffnung der ölzuführungsleitung 4, wodurch verhindert wird, daß Drucköl zur Pumpe zurückströmt, wenn diese abgeschaltet wird, während zugleich erreicht wird, daß die Pumpe anschließend ohne Überlastung wieder gestartet werden kann.

Mit dem Bezugszeichen 8 ist eine Metalldichtungsscheibe bezeichnet. Die Schraubenfeder 6 stützt sich auf einer unteren Auflagefläche 9 ab, die ihrerseits die Oberfläche eines am unteren Ende des zylindrischen Elements 3 festgelegten weiteren zylindrischen Elements 10 bildet, das den unteren Abschnitt 11 der axialen Bohrung 5,11 bildet, in den dann das von der Pumpe zugeführte öl einströmen kann. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Ventilkolben mit hexagonalem Querschnitt, wobei die Kolbenkanten abgerundet sind, so daß der Kolben in der den mittleren Abschnitt 13 der Axialbohrung 2, 13, 19 bildenden Zylinderbohrung gleiten kann, wobei ferner das vorstehend genannte zylindrische Element 10 mit seiner der Zylinderbohrung des mittleren Abschnitts 13 der Axiaibohrung 2,13,19 angepaßten Zylinderfläche in die genannte Zylinderbohrung des mittleren Abschnitts eingreift.

In der Ruhestellung stützt sich die Oberfläche des Ventilkolbens 12 an der dem Ventilkörper zugewandten Unterfläche des zylindrischen Elements 10 ab. Der Ventilkolben 12 ist andererseits in axialer Richtung durch einen zylindrischen Ventilkolbenschaft 14 verlängert, an dessen unterem Ende sich eine Dichtungskugel 15 befindet und der von einer Schraubenfeder 16 umgriffen wird, die einerseits gegen die untere Fläche des Ventilkolbens 12 und andererseits gegen die Bodenfläche einer in einem zylindrischen Abschlußelement 18 angeordneten Aussparung 17 anliegt. Das zylindrische Abschlußelement 18 ist in eine den unteren Abschnitt 19 der Axiaibohrung 2,13,19 bildende zylindrische Verteilungskammer eingeschraubt und ermöglicht durch eine entsprechende Einstellung eine Veränderung des Schließhubes des Ventilkolbens 12 in Abhängigkeit von der ölviskosität und der Zeitdauer, die nötig ist, um den Öldruck zu Null werden zulassen. Die genannte Verteilungskammer bildet somit einen Teil des letzten Abschnittes des Ventilgehäuses 1, d. h. den unteren Teil, der in das Öl eintauchen kann, das sich in der nicht dargestellten Ölwanne befindet, aus der die Pumpe das Ol ansaugt. Wenn die Dichtungskugel 15 an ihrer Sitzfläche 20 anliegt, dann verschließt sie die Entlastungsleitung 21 für den Abfluß des Öls zur ölwanne. Mit einer Mutter 22 und einer Kontermutter 23 kann das zylindrische Abschlußelement 18 eingestellt und arretiert werden.

In das Ventilgehäuse 1 ist das Ventilgehäuse 24 eines herkömmlichen Überdruckventils eingeschraubt, das eine Schraubenfeder 25 und eine Dichtungskugel 26 aufnimmt, mittels der eine ölzuleitung 27 verschlossen werden kann. In dem Körper 29 einer Gewindemuffe 30 befindet sich eine Bohrung 28. Die Gewindemuffe 30 ermöglicht die Einstellung der Spannung der Schraubenfeder 25 und kann mit einer Mutter 31 arretiert werden. Eine Zuflußleitung 32 stellt eine Verbindung her zwischen der den unteren Abschnitt 19 der Axialbohrung 2, 13, 19 bildenden VertcMungskammer und einem nicht dargestellten Schmierkreis.

Das im vorstehenden beschriebene Öldrucksteuerventil funktioniert folgendermaßen: Das von der Ölpumpe kommende Drucköl tritt durch die ölzuführungsleitung 4 in das Steuerventil ein und drückt die

Kugel 7 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 6 weg, so daß es in die Zylinderbohrungen der axialen Bohrung 5, 11 eintreten kann. Der Öldruck bewirkt eine Bewegung des Ventilkörpers 12 unter Überwindung der Kraft der Schraubenfeder 16, so daß sich der Kolben von der unteren Fläche des zylindrischen Elements 10 abhebt. Das öl kann nun in den zwischen dem Ventilkolben 12 und dem Ventilgehäuse 1 liegenden Raum einströmen und gelangt so in die den mittleren Abschnitt 13 der Axialbohrung 2, 13, 19 bildende Verteilungskammer, um von dort über die Zuflußleitung 32 in den Schmierkreis einzutreten, während die Dichtungskugel 15 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 16 mittels des Ventilkolbens 12 und des Ventilkolbenschafts 14 auf die Sitzfläche 20 gedruckt wird und die Entlastungsleitung 21 verschließt, so daß das gesamte durch die ölzuführungsleitung 4 in das Ventilgehäuse 1 eintretende öl ausschließlich über die Zuflußleitung 32 in den Schmierkreis geleitet wird.

Die Teile 24, 25 und 26 sind derart ausgelegt und mittels der Gewindemuffe 30 so vorgespannt, daß die im Schmierkreis herrschenden Drücke zwischen wenigen Atmosphären und mehr als 100 Atmosphären liegen. Überschüssig eingepumpte ölmengen, die den Druck im Schmierkreis über den gewünschten Wert hinaus erhöhen würden, werden automatisch durch das Überdruckventil 24, 25, 26 abgeleitet, das mittels der Gewindemuffe 30 jeweils auf den gewünschten Druckwert einstellbar ist.

Um die Zuführung von öl bei unterschiedlichen Betriebszuständen in unterschiedlichen Mengen zu verschiedenen Schmierstellen zu gewährleisten, deren Anzahl sich von Zeit zu Zeit ändert, darf die durch die Ölzuführungsleitung 4, die axiale Bohrung 5, 11 und die den mittleren Abschnitt 13 der Axialbohrung 2, 13, 19 bildende Zylinderbohrung zugeführte Ölmenge nicht unter die für die Zuflußleitung 32 vorgesehene optimale ölmenge fallen. Wenn die Zeitspanne, während der mittels der Pumpe durch die ölzuführungsleitung 4 Öl in das öldrucksteiierventi eingeleitet wird, abgelaufen ist, dann wird die ge nannte ölzuführungsleitung 4 durch die Kugel 7 ver schlossen, während sich die Dichtungskugel 15 voi ihrer Sitzfläche 20 abhebt und die Entlastungsleitunj 21 freigibt, so daß das in der Zuflußleitung 32 befind liehe Drucköl über die den unteren Abschnitt 19 de Axialbohrung 2, 13,19 bildende Verteilungskamme durch die Entlastungskammer 21 in die ölwanne zu rückströmt, bis der Öldruck im Schmierkreis auf de ι Wert Null abgesunken ist. Beim Erreichen des Null drucks verbleibt das öl im Schmierkreis, so daß keim Luftblasen entstehen, die zum Abreißen des Schmier films führen könnten.

Schließlich ergibt sich auch die Möglichkeit, dal bei der Inbetriebnahme der Pumpe diese bis zur Er reichung des vorgesehenen Höchstdrucks weich an laufen kann, um Überbeanspruchungen auszuschlie ßen. Zu diesem Zweck rückt die obere Fläche de Ventilkolbens 12 von der unteren Fläche des zylindri sehen Elements 10 im Anfangsstadium der Pumptä tigkeit um einen Abstand ab, der geringer ist als de zum Schließen der Entlastungsleitung 21 von de Dichtungskugel 15 zu überwindende Abstand. In die sem Anfangsstadium strömt also das eingepumpte ö sowohl durch die Zuflußleitung 32 wie auch durch dii Entlastungsleitung 21 hindurch.

Der Querschnitt des Ventilkolbens 12 kann aucl quadratisch geformt sein oder auch ein Vieleck dar stellen. Der Ventilkolben 12 könnte schließlich aucl zylindrisch sein, wenn die den mittleren Abschnitt i: der Axialbohrung 2, 13, 19 bildende Zylinderboh rung, in der er geführt wird, Längsrillen aufweist. De Ventilkolben 12 und die genannte Zylinderbohrun] müssen jedoch auf jeden Fall so ausgebildet sein, dal eine Verschiebung des Ventilkolbens 12 gegenübe der genannten Zylinderbohrung ohne Spiel und ei™ gleichzeitige Axialströmung des von der Pumpe züge führte Öls zwischen dem Ventilkolben 12 und der ge nannten Zylinderführung ermöglicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Öldrucksteuerventil für halb- oder vollautomatische Einleitungs-ÖIschmieranlagen zur Steuerung des ölzuflusses zu den Schmierstellen bzw. zu einer Entlastungsleitung, dessen Ventilgehäuse eine aus drei aneinandergrenzenden Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers zusammengesetzte Axialbohrung aufweist, in deren mittlerem Abschnitt ein Ventilkolben in eine die ölzuflußleitung sperrende Lage durch eine Schraubenfeder vorgespannt ist, die einen den Ventilkolben verlängernden Schaft umgreift, der einen kleineren Durchmesser als der Ventilkolben aufweist und an seinem Unterende eine Dichtungskugel trägt, die mit einem am Ende der Axiaibohrung angebrachten Ventilsitz zusammenwirkt und die Entlastungsleitung mit der Zufiußieitung zu den Schmierstellen verbindet, wenn sich der Ventilkolben in seiner Sperrstellung befindet, und bei geöffnetem Ventilkolben die Entlastungsleitung sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Mantelfläche des Ventilkolbens (12) Aussparungen aufweist, die ein axiales Strömen des Pumpöls zwischen der Mantelfläche und der Innenfläche des mittleren Abschnitts (13) der Axialbohrung (2, 13, 19) hindurch ermöglichen, wenn der Ventilkolben (12) entgegen seiner Federvorspannung die ölzuführungsleitung (4) öffnet;

b) daß der Ventilsitz für die Dichtungskugel (15) im unteren Abschnitt (19) der Axialbohrung (2, 13, 19) als zylindrisches Abschlußelement (18) axial justierbar eingeschraubt ist, das in seinem oberen Abschnitt eine Aussparung (17) zur Abstützung der Schraubenfeder (16) aufweist;

c) daß der den Ventilkolbenschaft (14) umgebende freie Raum im unteren Abschnitt (19) der Axialbohrung (2, 13, 19) die Verteilerkammer für eine Zuflußleitung (32) zu den Schmierstellen bzw. zu einer Zuleitung (27) eines Überdruckventils (24) bildet.

2. Öldrucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Abschnitt (2) der Axialbohrung (2,13,19) ein zylindrisches Element (3) eingeschraubt ist, das die Ölzuführungsleitung (4) aufnimmt und eine axiale Bohrung (S, 1.1) aufweist, die mit dem mittleren Abschnitt (13) der Axialbohrung (2, 13, 19) in Verbindung steht; daß der untere Abschnitt (10) des zylindrischen Elements (3) in den mittleren Abschnitt (13) der Axialbohrung (2, 13, 19) eingepaßt ist; und daß die untere Fläche dieses unteren Abschnitts (10) des zylindrischen Elements (3) bei Betriebsruhe gegen die obere Fläche des Ventilkolbens (12) stößt, während sie bei Inbetriebnahme der Pumpe von dieser Fläche abrückt, und zwar zunächst auf einen geringeren Abstand, als dies zur Schließung der Entlastungsleitung (21) durch die Dichtungskugel (15) erforderlich wäre, und dann beim Erreichen hinreichend großer Pumpleistung auf einen zunehmend größeren Abstand, so daß die Entlastungsleitung verschlossen wird.

3. Öldrucksteuerventil mit einem Rückschlagventil zwischen der Ölzuführungsleitung und der Zuflußleitung zu den Schmierstellen, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt (11) der axialen Bohrung (5, H) des zylindrischen Elements (3) einen gegenüber dem oberen Abschnitt (5) geringeren Durchmesser aufweist, so daß eine Schulter zur Abstützung einer vorgespannten Schraubenfeder (6) gebildet wird, die an ihrem anderen Ende eine Kugel (7) des Rückschlagventils gegen die verengte Eintrittsöffnung der ölzuführungsleitung (4) drückt.