-
Steuerventil
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Steuerventil nach
der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Steuerventil muß
bei Neutralumlauf das Druckmittel durch die Drosselbohrung strömen. Hierbei ergibt
sich durch den hohen Durchflußwiderstand ein gewisser Energieverlust. Das Druckmittel
wird unnötig erwärmt und ein nicht gewünschter Druck aufgebaut, so daß das Steuerventil
nicht vollstandig entlastbar ist.
-
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Steuerventil mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß in dessen Neutralstellung
die Energieverluste weitgehend reduziert werden. Es entsteht in dieser Stellung
an der Drosselbohrung kein Druckgefälle, da nun die Bypass-Verbindung wirksam ist.
-
Es wird ein niedriges Druckniveau erreicht, da das Steuerventil in
Neutralstellung vollständig entlastet ist. Es baut einfach und gewährleistet eine
gute Betriebssicherheit.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 einen Längsschnitt durch eine Ausführung eines Steuerventils, Figur 2 eine Ansicht
in Richtung II und Figur 3 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 1.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist mit 10 das Gehäuse
eines Steuerventils 11 bezeichnet, in das ein Gehäuseeinsatz 12 eingeschraubt ist.
Am Außenumfang seines aus dem Gehäuse 10 ragenden Endes ist ein Ring 13 fest angeordnet,
an dem ein Elektromagnet 14 mittels Schrauben 15 befestigt ist.
-
Der Gehäuseeinsatz 12 weist eine mittige, durchgehende Bohrung 16
auf und preßt mit seiner Stirnseite 12' einen achsgleich angeordneten Körper 17
gegen ein rohrförmiges Teil 18. Dieses verläuft achsgleich zu den vorgenannten Teilen
und wird durch den Gehäuseeinsatz 12 gegen den Rand einer Einlaßbohrung 19 im Gehäuse
10 gepreßt. Zwischen Einlaßbohrung 19 und Teil 18 ist eine Scheibe 20 mit Leitflächen
angeordnet. In der Bohrung 21 des Teils 18 ist ein etwa becherförmig ausgebildeter
Steuerschieber 22 gleitend geführt, an dessen Boden 22' ein sogenanntes Spaltfilter
23 mit Hilfe einer Schraube 24 befestigt ist. Auf den teuerschieber
22
wirkt eine in sein hohles Innere tauchende Feder 25 ein, die ansonsten in einem
Druckraum 26 angeordnet ist und sich an einen nur mit den Rändern am Körper 17 befindlichen
Teller 28 anlegt. In diesem ist eine mittige Drosselbohrung 29 ausgebildet.
-
Der Steuerschieber 22 ragt mit seinem Boden 22' in die Einlaßbohrung
19, an welche eine Leitung 31 angeschlossen ist, in die eine Pumpe 32 Druckmittel
aus einem Behälter 33 fördert. Im Boden 22' des Steuerschiebers 22 ist eine Drossselbohrung
35 ausgebildet, die über das Spaltfilter 23 in das Innere des Steuerschiebers 22
führt und Verbindung zum Druckraum 26 herstellt. Nahe dem der Einlaßbohrung 19 zugewandten
Ende des Teils 18 sind mehrere durchgehende Radialbohrungen 36 ausgebildet, die
Verbindung von der Bohrung 21 zu einem Ringraum 37 zwischen dem Teil 18 und dem
Gehäuse 10 herstellen. Vom Ringraum 37 führt eine Bohrung 38 zu einer Auslaßöffnung
39 und zu einem nicht dargestellten Verbraucher bzw. zum Behälter 33. Im Gehäuseeinsatz
12 ist nahe dem Körper 17 eine seine Wand durchdringende Querbohrung 40 ausgebildet.
-
Im Körper 17 befindet sich eine mittige Stufenbohrung 41, deren dem
Steuerschieber 22 zugewandte Schrägschulter 42 als Ventilsitz für einen kegeligen
5fentilkörper 43 eines Vorsteuerventils 44 dient. Im Körper 17 ist eine zweite achsparallele
Längsbohrung 45 ausgebildet, die senkrecht vom oberen Teil der Stufenbohrung 41
zum Ringraum 37 hin durch eine Querbohrung 46 durchdrungen ist, in die fest ein
Klemmstift 47 eingedrückt ist. In der Längsbohrung 45 ist zwischen.Querbohrung 46
und Teller 28 ein von einer Feder 48 belasteter Ventilkörper 4o geführt, der einen
Schließkegel
50 hat, welcher sich in Richtung zum Teller 28 zu
öffnen vermag. Vor dem Schließkegel 50 ist der Ventilkörper 49 mit einer mittigen
Ringnut 51 ausgestattet.
-
Die Feder 48 liegt einerseits am Klemmstift 47, andererseits am Ventilkörper
49 an. Im Bereich der Ringnut 51 des Ventilkörpers 41 mündet eine Querbohrung 52,
die über einen zwischen Teil 18 und Körper 17 gebildeten schmalen Ringspalt 53 mit
dem Druckraum 26 in Verbindung steht.
-
Der Ventilkörper 43 weist einen flanschartigen Bund 55 auf, auf den
einerseits in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 43 eine Druckfeder 56 einwirkt,
andererseits in Schließrichtung eine in einer verschiebbaren Hülse 57 angeordnete
Druckfeder 58. Die Druckfeder 56 liegt mit ihrem anderen Ende in einer Ausnehmung
59 im Körper 17 an, die Druckfeder 58 an einer von einem Ring gebildeten Schulter
60.
-
In die Bohrung 16 ragt ein Stößel 61 des Elektromagneten 14, an den
sich ein Federteller 62 anlegt, auf dessen Rand die von der Feder 58 belastete Hülse
57 einwirkt und den Stößel 61 in den Elektromagneten 14 drückt. Befindet sich der
Ventilkörper 43 in seiner dargestellten, geöffneten Stellung, so ist er völlig oder
weitgehend entlastet.
-
In die Einlaßbohrung 19 mündet eine Bohrung 63 - siehe Figur 2 -,
in die ein Thermoschalter 64 eingeschraubt ist, der stets vom einströmenden Druckmittel
umspült wird. Die Kontakte 65 des Thermoschalters 64 stehen mit dem Elektromagneten
14 in Verbindung.
-
Wenn der Elektromagnet 14 nicht erregt ist, ist sein Stößel 61 eingefahren.
Die Druckfeder 58 ist nur innerhalb der Hülse 57 vorgespannt, der Ventilkörper 43
dadurch entlastet, so daß die Druckfeder 56 diesen in Offenstellung hält. Strömt
Druckmittel in die Einlaßbohrung 19 ein, so gelangt dieses über das Spaltfilter
23 und die Drosselbohrung 35 in den Druckraum 26. Von dort fließt es über die Drosselbohrung
29 oder den Ringspalt 53 und über das von der Feder 48 geöffnete Schließglied 50,
den geöffneten Ventilsitz 42, die Querbohrung 40 und den Ringraum 37 in die Auslaßöffnung
39. Somit kann das Druckniveau der gesamten Anlage abgesenkt werden. Durch den Druckabfall
an der Drosselbohrung 35 wird der Steuerschieber 22 entgegen der Kraft der Feder
25 verschoben, worauf eine Verbindung hergestellt wird zu den Radialbohrungen 36.
Der bei geöffnetem Ventilkörper 43 ebenfalls durch die Kraft der Druckfeder 48 geöffnete
Schließkegel 50 verhindert einen Druckaufbau im Druckraum 26, so daß das Verschieben
des Steuerschiebers 22 erleichtert wird.
-
Ist eine untere Grenztemperatur des Druckmittels unterschritten, gibt
der Thermoschalter 46 ein Signal dergestalt an den Elektromagneten 14, daß der Stößel
61 ausfährt und über den Federteller 62 die Hülse 57 samt Ventilkörper 43 und Feder
58 entgegen der Kraft der Druckfeder 56 derart verschiebt, daß sich der Ventilkörper
43 auf die Schulter 42 legt.
-
Die Druckfeder 58 wird nur im letzten Teil des Magnethubs weiter vorgespannt.
Damit kann das Arbeitsvermögen des Magneten optimal ausgenutzt werden, weil nur
im letzten Teil des Magnethubs (große Magnetkraft)
Federkraft geleistet
wird. Durch das Vorspannen der Druckfeder 58 im letzten Teil des Magnethubs wird
der Öffnungsdruck des Ventilkörpers 43 eingestellt.
-
Nach dem Verschließen der Stufenbohrung 41 durch den Ventilkörper
43 erhöht sich der Druck im Druckraum 26.
-
Dieser Druck wirkt auf den Schließkegel 50 und schließt diesen gegen
die Kraft der Feder 48. Durch den erhöhten Druck im Druckraum 26 wird aber auch
der Steuerschieber 22 in Richtung Schließstellung verschoben, so daß sich der Drosselwiderstand
zwischen Steuerschieber 22 und Radialbohrungen 36 weiter vergrößert und sich als
Folge hiervon das durchströmende Druckmittel erwärmt. Dieses strömt jetzt gedrosselt
über den Ringraum 37 zur Auslaßöffnung 39. Hat der Druck im Druckraum 26 einem bestimmten
Wert erreicht, so hebt sich auch der Ventilkörper 43 entgegen der Kraft der jetzt
vorgespannten Feder 58 von der Schulter 42 ab. Das Druckmittel kann aus dem Druckraum
26 nur über die Drosselbohrung 29 abfließen. Ist die gewünschte Temperatur des Druckmittels
erreicht, dann gibt der Thermoschalter 64 ein entsprechendes Signal an den Elektromagneten
14, worauf der Stößel 61 einfährt. Dadurch entspannt sich zunächst die Druckfeder
58 innerhalb der Hülse 57, und anschließend wird der Ventilkörper 43 durch Wirkung
der Feder 56 entsprechend weit geöffnet. Der Druck im Druckraum 26 baut sich ab,
der Schließkegel 50 ist durch die Kraft der Feder 48 geöffnet.
-
Der Drosselwiderstand am Steuerschieber 22 bzw. am Ventilkörper 43
wird verringert. Das Druckmittel fließt anschließend weitgehend ungedrosselt durch
die Stufenbohrung 41. Die Temperatur des Druckmittels steigt jetzt nach Wegfall
des Drosselwiderstandes nicht weiter an. Hat sie wieder die untere Grenztemperatur
unterschritten, so beginnt der obenbeschriebene Zyklus von neuem.
-
Bei der Ausführung nach Figur 3 sind im Körper 17 mehrere achsparallele
Längsbohrungen 70 angeordnet.
-
In diesen ist je ein Bolzen 71 geführt. Diese Bolzen 71 ragen über
die Längsbohrungen 70 hinaus. Vor und hinter der Querbohrung 40 ist ein Ring 72
bzw. 73 angeordnet, wobei sich der Ring 72 am Körper 17 vor die Längsbohrungen 70
legt. Der andere Ring 73 stützt sich hingegen an einem fest am Gehäuseteil 12 angeordneten
Sprengring 74 ab. Zwischen beiden Ringen 72, 73 befindet sich eine vorgespannte
Feder 75, welche über den Ring 72 auf die Bolzen 71 einwirkt. Der Teller 28 ist
beweglich angeordnet und hebt vom Körper 17 ab, wenn die Bolzen 71 durch die Kraft
der Feder 75 vollständig von dieser Seite her in die Längsbohrungen 70 gedrückt
werden. Dies ist der Fall, falls der Druck im Druckraum 26 geringer ist als die
Kraft der Feder 75.
-
Der durch die Bolzen 71 vom Körper 17 abgehobene Teller 28 entspricht
in der Wirkungsweise dem Ventilkörper 49 aus der Figur 1. Bei nicht erregtem Elektromagneten
14 und geöffnetem Ventilkörper 43 ist der Teller 28 durch die Kraft der Feder 75
vom Körper 17 abgehoben. Das Druckmittel kann nun den Teller 28 ungedrosselt umströmen
und gelangt über das geöffnete Vorsteuerventil 44 und die Querbohrung 40 zur Auslaßöffnung
39. Schließt hingegen der erregte Elektromagnet 14 den Ventilkörper 43, so baut
sich - wie oben beschrieben - im Druckraum 26 ein Druck auf, der größer ist als
die Kraft der Feder 75. Dadurch wird der Teller 28 dichtend an den Körper 17 gepreßt.
Das Druckmittel kann nur noch über die Drosselbohrung 29 abströmen. Es läuft derselbe
Vorgang wie für das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ab.