DE3348155C2 - Control valve device - Google Patents
Control valve deviceInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
- F16K39/04—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for sliding valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
- F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerventilvorrichtung der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Aus der DE-PS 29 10 029 ist ein Steuerventil für eine
Steuerventilvorrichtung aus mehreren aneinandergesetzten
Steuerventilen bekannt, bei dem in der Ebene des druck
losen Durchlaufes der Druckkanalmündung die Ablaufkanal
mündung in der Gehäusebohrung diametral gegenüberliegt.
In der Gehäusebohrung sind ferner an der der Druckkanal
mündung und auch an der der Ablaufkanalmündung gegen
überliegenden Wand seitlich symmetrisch versetzt jeweils
zwei zur Gehäusebohrung offene Ausnehmungen vorgesehen,
die jeweils halb so groß sind wie die Mündung des Druck
kanals bzw. des Ablaufkanals. Ferner sind im Kolben
schieber drei in der Ebene des drucklosen Durchlaufes
verlaufende Bohrungen angeordnet, die in der Neutral
stellung des Kolbenschiebers, d. h. bei drucklosem Durch
lauf, den Druckkanal mit dem Ablaufkanal und die sich
jeweils gegenüberliegenden Ausnehmungen miteinander ver
binden. Auf diese Weise wird erreicht, daß in der Neu
tralstellung an beiden Seiten des Kolbenschiebers glei
che Drücke herrschen. Da der Druckkanal über im Gehäuse
die Gehäusebohrung umgehende Kanäle mit den gegenüber
liegenden Ausnehmungen verbunden ist, wird auch in den
Steuerstellungen des Kolbenschiebers erreicht, daß der
im Druckkanal anstehende und auf den Umfang des Kolben
schiebers wirkende Druck in den gegenüberliegenden Aus
nehmungen wirkt, um eine einseitige Anpressung des Kol
benschiebers zu vermeiden. Da jedoch die Druckkräfte der
beiden Ausnehmungen mit seitlichen Abständen zur Druck
kraft in der Druckkanalmündung wirken, wird der Kolben
schieber unzweckmäßig gebogen. Ferner läßt es sich bei
der Bewegung des Kolbenschiebers in eine Steuerstellung
nicht vermeiden, daß auch in den an der Seite der Druck
kanalmündung liegenden Ausnehmungen unter Druck gesetz
tes Druckmittel gefangen wird, so daß insgesamt wiederum
eine einseitige Anpressung des Kolbenschiebers entsteht,
weil der Ablaufkanal drucklos ist. Schließlich hat es
sich in der Praxis erwiesen, daß der angestrebte voll
ständige Druckausgleich für den Kolbenschieber kaum je
mals erreicht wird, vermutlich wegen des im Bereich der
Druckkanalmündung zwischen dem Kolbenschieberumfang und
der Gehäusebohrungswand einkriechenden Druckmittels, das
im Bereich der Ausnehmungen nicht im selben Maß ein
kriecht. Selbst bei sorgfältigster Oberflächenbearbei
tung des Kolbenschiebers und der Gehäusebohrungswand
läßt sich dieser zu einer einseitigen Anpressung des
Kolbenschiebers führende Effekt nicht vermeiden, vor al
lem bei hohem Arbeitsdruck und größerer Fördermenge. Ein
besonders schwerwiegender Nachteil des bekannten Steuer
ventils besteht schließlich darin, daß bei großen Durchfluß
strömen, d. h. 200 l/min und mehr ein hoher Strömungswi
derstand entsteht, der zu einer hohen mechanischen Bela
stung des Druckmittels in der Stellung für drucklosen
Durchlauf führt und bei der Bewegung des Kolbenschiebers
in die Steuerstellung wegen der abrupten Drosselung so
gar schädliche Kavitation und störende Geräusche er
zeugt. In einer Steuerventilvorrichtung mit mehreren
hintereinandergesetzten Steuerventilen ist schließlich
der Druckausgleich bei einem Kolbenschieber eines in
Strömungsrichtung vorderen Steuerventils nicht mehr ge
geben, wenn ein in Strömungsrichtung hinten liegendes
Steuerventil voreilend zum vorderen Steuerventil in die
Steuerstellung verstellt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer
ventilvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaf
fen, die im besonderen für große Durchflußströme geeignet
ist und dabei die Forderung nach einem vollständigen
Druckausgleich des Kolbenschiebers in allen seinen Stel
lungen zu erfüllen vermag.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Mit dieser Ausbildung werden auch bei großen Durchfluß
strömen beim Verstellen eine schonende Abdrosselung und ein
nahezu idealer Druckausgleich für den Kolbenschieber er
reicht, weil die vom Druckmittel auf den Kolbenschieber
ausgeübten Kräfte nicht nur in an beiden Kolbenschieber
seiten gleich großen Flächen wirken, sondern weil sich
diese Flächen auch direkt diametral gegenüberligen.
Selbst wenn Druckmittel zwischen den Kolbenschieberum
fang und die Gehäusebohrungswand einkriecht, geschieht
dies an beiden Kolbenschieberseiten in gleichem Ausmaß,
so daß auch dann der Druckausgleich für den Kolbenschie
ber erhalten bleibt. Die beim Verstellen des Kolben
schiebers beim bekannten Steuerventil einseitigen Kräfte
werden vermieden, da hier der Druckmittelstrom an gegen
überliegenden Seiten des Kolbenschiebers jeweils in
gleichem Maß gedrosselt wird und gleich große, einander
entgegengesetzt wirkende und sich somit aufhebende dyna
mische Kräfte erzeugt. Besonders wichtig ist, daß dank
dieser Ausbildung auch für Steuerventilvorrichtungen mit
mehreren aneinandergesetzten Steuerventilen ein großer
Durchflußstrom, wie er für die Arbeitsversorgung aller
Steuerventile gebraucht wird, verkraftet werden kann,
und daß der Druckausgleich bei jedem Kolbenschieber je
des Steuerventils unabhängig davon erreicht wird, wel
ches der Steuerventile in der Steuerventilvorrichtung
zuerst und welches erst später betätigt wird.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Merkmal von Anspruch 2
vorliegt, da sich diese relativ kleinen Durchgangsboh
rungen problemlos in dem Längsbereich des Kolbenschie
bers unterbringen lassen, der durch den Abstand zwischen
den in den anderen Arbeitsebene liegenden Verbraucheran
schlüssen zur Verfügung steht.
Da der drucklose Durchlauf in der Neutralstellung des
Kolbenschiebers über den Kanal zwischen den Taschen
läuft und es wichtig ist, dann einen geringen Strömungs
widerstand zu haben, ist das Merkmal von Anspruch 3
wichtig. Die Strömung wird hierbei nicht scharf umge
lenkt.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform einer Steuer
ventilvorrichtung mit wenigstens zwei mit ihren Gehäusen
aneinandergesetzten Steuerventilen mit einem durchgehen
den drucklosen Durchlauf geht schließlich aus Anspruch 4
hervor. Da aus strömungstechnischen Gründen der Druckka
nal und der Ablaufkanal gerade zur Gehäusebohrung und
gerade aus der Gehäusebohrung verlaufen, werden die Ge
häuse von mehreren in einer Steuerventilvorrichtung zu
sammenfassenden Steuerventilen jeweils paarweise aufein
ander abgestimmt, indem der Druckkanal im einen Gehäuse
zur einen Seite relativ zum Ablaufkanal versetzt ist,
während er im anderen dazu passenden Gehäuse zur anderen
Seite versetzt ist. Mit diesem Paar aus zusammenpassen
den Gehäusen können dann wahlweise weitere Paare oder
auch einzelne Gehäuse kombiniert werden. Wenn es keine
Rolle spielt, ob der Pumpenanschluß bzw. die Verbrau
cheranschlüsse bei nebeneinandergesetzten Steuerventilen
in einer Steuerventilvorrichtung jeweils an den gleichen
Gehäuseseiten liegen, ist es auch möglich, die Verset
zung der Anschlußöffnungen an beiden Gehäuseaußenseiten
dadurch auszugleichen, daß das jeweils zweite Gehäuse um
180° um die Gehäusebohrungslängsachse gedreht mit dem
ersten Gehäuse verbunden wird.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbei
spiele des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine
Ausführungsform einer Steuer
ventilvorrichtung mit zwei an
einandergesetzten Steuerventi
len in der Stellung für druck
losen Durchlauf,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die
Steuerventilvorrichtung von
Fig. 6 in der Ebene VII-VII,
und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein
Steuerventil der Steuerventil
vorrichtung von Fig. 6 in einer
Zwischenstellung zwischen der
Neutralstellung und einer Steu
erstellung.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 besteht eine Steuerventilvorrich
tung aus zwei Steuerventilen 30, 30′, deren Gehäuse 31,
31′ aneinandergesetzt sind. Das Gehäuse 31 besitzt eine
Gehäusebohrung 32, in der ein Kolbenschieber 33 längs
verschieblich zwischen einer Neutralstellung N und zwei
Steuerleitungen I und II geführt wird. Zur Gehäuseboh
rung 32 führt ein Druckkanal 34, während aus der Gehäu
sebohrung 32 gegenüber dem Druckkanal 34 in Bohrungs
längsrichtung versetzt ein Ablaufkanal 35 zur anderen
Gehäuseseite führt. Dem Druckkanal 34 in der Gehäuseboh
rung gegenüberliegend ist eine Ausnehmung 36 angeordnet,
die zur Gehäusebohrung 32 hin offen ist, während dem Ab
laufkanal 35 diametral gegenüberliegend eine Ausnehmung
37 zugeordnet ist, die ebenfalls zur Gehäusebohrung 32
hin offen ist. Die Mündungsgröße des Druck- und Ablauf
kanals 34, 35 und der Ausnehmungen 36, 37 ist jeweils
gleich.
Der Kolbenschieber 33 weist einander diametral gegen
überliegende, längsverlaufende Taschen 41, 42 auf, die
die Versetzung zwischen jeweils dem Druckkanal 34 und
der benachbarten Ausnehmung 37 bzw. dem Ablaufkanal 35
und der benachbarten Ausnehmung 36 überbrücken, und zwar
in der gezeigten Stellung für drucklosen Durchlauf. Die
Taschen 41 und 42 sind über einen schrägen Strömungska
nal 38 in Strömungsverbindung, wobei die Schräge des
Verbindungskanals 38 der Versetzung zwischen dem Druck
kanal 34 und dem Ablaufkanal 35 entspricht, damit für
den drucklosen Durchlauf ein weitgehend kontinuierlicher
Strömungsverlauf gegeben ist. In einem Abstand vor und
hinter den Taschen sind in der Ebene des drucklosen
Durchlaufs Durchgangsbohrungen 39, 40 im Kolbenschieber
33 ausgebildet, wobei die Durchgangsbohrung 39 in der
zweiten Steuerstellung II den Druckkanal 34 mit der Aus
nehmung 36 verbindet, während in der ersten Steuerstel
lung die Durchgangsbohrung 40 den Ablaufkanal 35 mit der
Ausnehmung 37 verbindet. Zwischen den Durchgangsbohrun
gen 39 und 40 und dem Verbindungskanal 38 verlaufen die
Kanäle 16 für die Arbeitsströmungssteuerung.
Das Steuerventil 30′ ist entweder gleich ausgebildet,
wie das Steuerventil 30, wobei es um die Bohrungslängs
achse um 180° gedreht angeordnet ist, so daß der Pumpen
zulauf zu diesem Steuerventil entgegengesetzt zum Pum
penzulauf beim Steuerventil 30 liegt, oder es ist sein
Gehäuse so ausgebildet, daß die Versetzung zwischen dem
Druckkanal 34′ und dem Ablaufkanal 35′ umgekehrt gewählt
ist, wie beim Steuerventil 30. Entsprechend ist auch die
Schräge des Verbindungskanals 38′ umgekehrt gelegt. Bei den
Teilen des Steuerventils 30 gleichen Teilen des Steuerventils 30′ werden
dieselben Bezugszeichen ergänzt durch ein Apostroph verwendet.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung für drucklosen
Durchlauf gelangt das Druckmittel durch den Druckkanal
34 in die Tasche 41 (und auch in die Ausnehmung 37) und
durch den Verbindungskanal 38 in die Tasche 42, aus der
es sowohl in die Ausnehmung 36 als auch in den Ablaufka
nal 35 strömt. Die an beiden Seiten des Kolbenschiebers
mit dem geringen Druck beim drucklosen Durchlauf beauf
schlagten Flächenbereiche sind gleich groß. In den
Durchgangsbohrungen 39 und 40 herrscht kein nennenswer
ter Druck.
Wenn nun der Kolbenschieber 33 aus der in Fig. 1 gezeig
ten Neutralstellung in Richtung auf seine zweite Steuer
stellung II verschoben wird (Fig. 3) verengt sich der
Durchgangsquerschnitt vom Druckkanal 34 in die Tasche 41
allmählich, so daß eine Drosselstelle D 1 entsteht, wäh
rend in gleichem Maß auch der Durchtrittsquerschnitt von
der Ausnehmung 36 in die Tasche 42 kleiner wird und eine
Drosselstelle D 2 bildet, die gleich groß ist, wie die
Drosselstelle D 1. Der Druck im Druckkanal 34 steigt all
mählich an. Die Durchgangsbohrung 39 stellt eine Strö
mungsverbindung vom Druckkanal 34 zur Aufnehmung 36 her,
so daß in beiden Drosselstellen D 1 und D 2 jeweils das
gleiche Druckgefälle herrscht und auch die Flächen F 5
und F 6, in denen sich der Druck auf der Oberfläche des
Kolbenschiebers auswirkt, gleich groß sind. Aber auch
die Flächen F 7 und F 8 sind einander gleich groß, in de
nen der Druck im Ablaufkanal 35 herrscht, da der Verbin
dungskanal 38 diesen geringen Druck auch in der Tasche
41 wirken läßt. Sobald der Kolbenschieber die Steuer
stellung II erreicht hat, haben die Taschen 41, 42 so
wohl die Mündung des Druckkanals 34 als auch die Ausneh
mung 36 verlassen, so daß aus dem Druckkanal 34 kein
Druckmittel mehr in den Ablaufkanal strömen kann. Über
die Durchgangsbohrung 39 sind jedoch weiterhin die vom
Druck im Druckkanal beaufschlagten Flächenbereiche am
Kolbenschieberumfang einander diametral gegenüberliegend
gleich groß. Das Gleiche gilt für die Flächenbereiche,
in denen der geringe Druck im Ablaufkanal herrscht. So
mit ist auch hier der Kolbenschieberdruck ausgeglichen.
Bei einer Bewegung des Kolbenschiebers aus der Neutral
stellung in die andere Steuerstellung I sorgen der Ver
bindungskanal 38 und die Durchgangsbohrung 40 wiederum
für eine gleichmäßige Verteilung der an beiden Umfangs
seiten des Kolbenschiebers wirkenden Drücke auf einander
gleich große Flächenbereiche.
Claims (4)
1. Steuerventilvorrichtung mit wenigstens einem
Steuerventil, insbesondere für Hochdruck-Hydrauliksysteme, in dessen Gehäuse in wenigstens einer
Gehäusebohrung ein Kolbenschieber aus einer
Neutralstellung mit drucklosem Durchlauf zur
Arbeitsströmungssteuerung in zwei Steuerstellungen
verschiebbar ist, in denen der drucklose Durchlauf
gesperrt ist, mit einem Druckkanal zur und einem
Ablaufkanal aus der Gehäusebohrung, die in der
Neutralstellung über einen im Kolbenschieber in der die
Bohrungslängsachse enthaltenden Ebene des drucklosen
Durchlaufes vorgesehenen Strömungskanal miteinander
verbindbar sind, mit in der Gehäusebohrungswand
angeordneten und zur Gehäusebohrung offenen Ausnehmungen
auf der jeweils der Druckkanal- und der
Ablaufkanalmündung gegenüberliegenden Seite der
Bohrungslängsachse, und mit zwei zum Strömungskanal
axial beabstandeten Durchgangsbohrungen im
Kolbenschieber und in der Ebene des drucklosen
Durchlaufs, die bei der Verstellung des Kolbenschiebers
auf die Ausnehmungen ausrichtbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckkanal (34) relativ zum
Ablaufkanal (35) in Bohrungslängsrichtung versetzt in
die Gehäusebohrung (32) mündet, daß der Druck- und der
Ablaufkanalmündung mit gleicher Mündungsgröße je eine
Ausnehmung (36, 37) direkt diametral gegenüberliegt, daß
vor der Druckkanal- und der Ablaufkanalmündung im
Kolbenschieberumfang zwei längsverlaufende, in der
Neutralstellung die Versetzung zwischen dem Druckkanal
(34) und dem Ablaufkanal (35) überbrückende Taschen (41,
42) angeordnet sind, die der Strömungskanal (38)
miteinander verbindet, und daß die Durchgangsbohrungen
(39, 40) von den Taschen (41, 42) jeweils einen derart
bemessenen axialen Abstand haben, daß in jeder
Steuerstellung (I oder II) eine Ausnehmung (36 oder 37)
über die Taschen (41, 42) und den Strömungskanal (38)
mit dem einen Kanal (Druck- oder Ablaufkanal 35, 34) und
die andere Ausnehmung (36 oder 37) über die
Durchgangsbohrung (39, 40) mit dem anderen Kanal
(Ablauf- oder Druckkanal 34, 35) verbunden ist.
2. Steuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß jede Durchgangsbohrung (39, 40) annä
hernd halb so groß ist wie der Strömungskanal (38).
3. Steuerventilvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (38) zwi
schen den Taschen (41, 42) schräg in der Richtung ver
läuft, in der die Druckkanalmündung gegenüber der Ab
laufkanalmündung versetzt ist.
4. Steuerventilvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
mit wenigstens zwei mit ihren Gehäuseaußenseiten anein
andergesetzten Steuerventilen mit einen durchgehenden
drucklosen Durchlauf in der Neutralstellung der Kolben
schieber, dadurch gekennzeichnet, daß die an gegenüber
liegenden Gehäuseaußenseiten liegenden Anschlußöffnungen
des Druckkanals (34, 34′) und des Ablaufkanals (35, 35′)
bei jedem Gehäuse (31, 31′)
zueinander spiegelbildlich angeordnet sind,
derart, daß die Gehäuse (31, 31′) jeweils paarweise zu
einander passen und mit weiteren gleichen Gehäusen oder
Gehäusepaaren wahlweise zusammenbaubar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833348155 DE3348155C2 (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | Control valve device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833308576 DE3308576A1 (de) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | Steuerventilvorrichtung |
DE19833348155 DE3348155C2 (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | Control valve device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3348155C2 true DE3348155C2 (en) | 1989-05-24 |
Family
ID=25808925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833348155 Expired DE3348155C2 (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | Control valve device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3348155C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117167510A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 南京亿准纳自动化控制技术有限公司 | 调节阀和流量调节*** |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2910029C2 (de) * | 1979-03-14 | 1982-12-23 | Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 8000 München | Steuerventil |
-
1983
- 1983-03-10 DE DE19833348155 patent/DE3348155C2/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2910029C2 (de) * | 1979-03-14 | 1982-12-23 | Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 8000 München | Steuerventil |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117167510A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 南京亿准纳自动化控制技术有限公司 | 调节阀和流量调节*** |
CN117167510B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-09 | 南京亿准纳自动化控制技术有限公司 | 调节阀和流量调节*** |
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