DE2608701A1 - Ventil - Google Patents

Description

• Ventil
• Die Erfindung bezieht sich auf Ventile und insbesondere auf Ventile mit Schieber und Muffe, die Strömungsmittel an Steuereinrichtungen geben, z.B. Zylinder für Werkzeugmaschinen und andere industrielle Anwendungen.
• Gemäß der Erfindung weist ein Ventil mit einem zylindrischen Ventilbauteil eine Vielzahl von Öffnungen auf, deren jede in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze besitzt; die Öffnungen weisen wenigstens eine geschaltete Öffnung mit einer axialen Schlitzbreite von höchstens 0,2 cm auf, und ein mit den Öffnungen zusammenwirkendes Betätigungsbauteil ist gleitend im Ventilbauteil befestigt und besitzt einen Steg, der so ausgebildet ist, daß er mit der geschalteten Öffnung zusammenwirkt, die eine axiale Länge von höchstens 0,25 cm besitzt, wobei das Ventil einen Betätigungshub von höchstens 0,45 cm besitzt.
• Vorzugsweise beträgt die Schlitzbreite der geschalteten Offnung etwa 0,1 cm, und die Steglänge zwischen 0,125 cm und 0,15 cm, wobei das Ventil einen Betätigungshub von höchstens 0,25 cm besitzt.
• Das Ventilbauteil kann wenigstens eine Zylinderöffnung mit einer axialen Schlitzbreite aufweisen, die größer ist als die der oder jeder geschalteten Öffnung, z.B. im Verhältnis von 2 : 1.
• Das Ventilbauteil ist gemäß weiterer Erfindung so ausgebildet, daß eine erste der geschalteten Öffnungen zentrisch in axialer Richtung angeordnet ist, daß erste und zweite Zylinderöffnungen, und zwar jeweils eine auf jeder Seite der ersten geschalteten Öffnung zugeordnet sind, und daß zweite und dritte geschaltete Öffnungen, und zwar jeweils eine benachbart zu jeder Zylinderöffnung auf der entfernt von der geschalteten Öffnung liegenden Seite angeordnet sind.
• Das Ventilbauteil weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Verhältnis von Länge zu Innendurchmesser von weniger als 2,5 b 1 auf.
• Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die einzige Figur zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Schieber-Muffenventiles.
• In der Zeichnung ist ein Ventil dargestellt, das eine mit Öffnungen versehene Muffe 11 aufweist, in der hin- und herverschiebbar ein Ventilsteuerschieber 12 befestigt ist, der Stege 13, 14 und 15 aufweist, die über verengte Teile 16 und 17 verbunden sind.
• Eine Feder 18, die in die Aussparung einer Kappe 19 eingesetzt ist, drückt den Steuerschieber 12 nach links, wie in der Zeichnung dargestellt, und ein Solenoid 20 betätigt den Steuerschieber 12 nach rechts.
• Die Muffe 11 und der Schieber 12 sind vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen, gehärteten Stahl hergestellt und weisen den gleichen Ausdehnungskoeffizienten auf. Diese Teile sind gehärtet und geschliffen sowie durch Honen und Läppen feinstbearbeitet. Der Abstand zwischen den Teilen beträgt zwischen 2,5 und 10 x 104 cm. Die Feder 17 ist relativ lang ausgebildet, so daß sie eine hohe Lebensdauer gewährleistet und in keiner Position überbeansprucht wird.
• Die Muffe 11 ist in einem äußeren Gehäuse 21 untergebracht und durch eine Vielzahl von 0-Ringdichtungen 23 festgelegt, die abdichtend in Nuten um die Muffe 11 herum eingreifen und die einen abdichtenden Eingriff mit dem Gehäuse 21 ergeben.
• Die 0-Ringdichtungen 23 bestehen aus einem Material, der bis zu 20 kg/cm2 Druckunterschied und 150 0C Betriebstemperatur aushält.
• Der Abstand zwischen der Muffe und dem Gehäuse, der durch diese Form der Befestigung erzielt wird, macht es nicht mehr erforderlich, ein Verwerfen oder Verändern im Gehäuse relativ zum Steuerschieber 12 zu k-ompensieren. Es ist somit nicht mehr erforderlich, den Ausdehnungskoeffizienten des Gehäuses auf die Muffe und den Steuerschieber abzustellen, wodurch das Gehäuse mit geringerem Gewicht und aus leichterem Material hergestellt werden kann, während eine qualitativ hochwertige, exakte Muffen-Steuerschieberanordnung erzielt wird.
• Die Muffe 11 ist mit einer axial zentrisch angeordneten Schaltöffnung 24 versehen, die die Form einer Anzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen mit einer axialen Breite von höchstens 0,2 cm hat. Erste und zweite geschlitzte Zylinderöffnungen 25 und 26 sind, einer auf jeden Seite der Öffnung 24 angeordnet und besitzen eine axiale Länge, die etwa das Doppelte der Öffnung 24 beträgt. Zweite und dritte geschlitzte Schaltöffnungen 27 und 28 sind in der Nähe der Enden der Muffe 11 angeordnet und jede dieser Öffnungen hat die gleiche axiale Breite wie die der öffnung 24.
• Der zentrische Steg 14 arbeitet mit der Schaltöffnung 24 in der Weise zusammen, daß eine Zwischenverbindung mit der einen oder anderen der Zylinderöffnungen 25 oder 26 hergestellt wird. Der Steg 14 besitzt eine axiale Dimension von weniger als 0,25 cm, stets aber etwas mehr als der axialen Breite der Öffnung 24 entspricht.
• Man hat festgestellt, daß durch Erhöhung des Verhältnisses von Innendurchmesser zu Länge der Muffe 11 und durch Anordnen von geschlitzten Öffnungen ein Ventil erzielt werden kann, das einen wesentlich geringeren Weg bei gleichem Luftdurchsatz im Vergleich zu normalen Schieber-Muffenventilen, bei denen Öffnungen durch Ringe mit kreisförmigen Aussparungen gebildet werden, besitzt.
• Ein in der Zeichnung dargestelltes Ventil ist praktisch gebaut und getestet worden. Es hatte Öffnungen 24, 27 und 28 mit einer axialen Breite von 0,1 cm, Öffnungen 25 und 26 axialer Länge von 0,2 cm und einen Steg 14 mit einer axialen Länge zwischen 0,125 und 0,15 cm. Dieses Ventil hatte einen Arbeitshub von 0,25 cm und ermöglichte einen Luftdurchsatz von 200 scfm.
• Nachstehende Tabelle gibt Vergleichsdaten mit einem herkömmlichen Ventil Hub Energie zur Betätigung Ansprechzeit des Solenoids 0,25 cm 30 VA 16 m sec.
• herkömml. 1,05 cm 62.VA 20 m sec.
• Hieraus ergibt sich, daß durch Verringerung des Ventilhubes die zur Betätigung des Steuerschiebers erforderliche Leistung um mehr als die Hälfte verringert wird, so daß ein kleineres Solenoid verwendet werden kann und die Gefahr verringert wird, daß das Solenoid durchbrennt, wenn der Steuerschieber klemmt.
• Ferner wird auch die Ansprechzeit wesentlich vermindert.
• v Steuerschieber 12 und Muffe 11 können auch in einem Gehäuse befestigt sein. Ferner können sie bei einem Strömungsmittel betätigten Ventil anstatt bei einem direkt durch Solenoid betätigten Ventil verwendet werden.
• Die Arbeitsweise eines derartigen Ventiles ist an sich bekannt und wird deshalb nicht im einzelnen beschrieben.
• Des weiteren kann die Erfindung auch auf Ventile angewendet werden, bei denen ein Ventilgehäuse, das einen integralen Ventilbauteil aufweist, die Muffe ersetzt.

Claims (7)

1. Patentansprüche ~ ~,~.~ ~.~.~.~ ~.~~.~ ~ ~.~.~ Ventil mit einem zylindrischen Ventilbauteil, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Öffnungen (24 - 28) vorgesehen sind, deren jede in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze besitzt, daß die Öffnungen (24 - 28) wenigstens eine geschaltete Öffnung (24) mit einer axialen Schlitzbreite von höchstens 0,2 cm aufweist, und daß ein mit den Öffnungen zusammenwirkendes Betätigungsbauteil (12) gleitend im Ventilbauteil befestigt ist und einen Steg (14) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er mit der geschalteten Öffnung (24) zusammenwirkt, die eine axiale Länge von höchstens 0,25 cm besitzt, wobei das Ventil einen Betätigungshub von höchstens 0,45 cm besitzt.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite der geschalteten Öffnung 0,1 cm und die Steglänge zwischen 0,125 und 0,15 cm beträgt, wobei das Ventil einen Betätigungshub von höchstens 0,25 cm besitzt.
3. 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbauteil (11) wenigstens eine Zylinderöffnung (25, 26) mit einer axialen Schlitzbreite aufweist, die größer ist als die der oder jeder geschalteten öffnung (24).
4. 4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der oder jeder Zylinderöffnung (25, 26) und der oder jeder geschalteten Öffnung (24) das Verhältnis von 2 : 1 besitzt.
5. 5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbauteil (11) so ausgebildet ist, daß eine erste der geschalteten Öffnungen (24) zentrisch in axialer Richtung angeordnet ist, daß erste und zweite Zylinderöffnungen (25, 26),und zwar jeweils eine auf jeder Seite der ersten geschalteten Öffnung (24) angeordnet sind, und daß zweite und dritte geschaltete Öffnungen (27, 28), und zwar jeweils eine benachbart zu jeder Zylinderöffnung (25, 26) auf der entfernt von der geschalteten Öffnung (24) liegenden Seite angeordnet sind.
6. 6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbauteil (11) ein Verhältnis von Länge zu Innendurchmesser von weniger als 2,5 : 1 besitzt.
7. 7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbauteil (11) eine Muffe und das Betätigungsbauteil (12) einen Schieber aufweist.