DE353400C - Mit einem Entlastungsventil ausgeruestetes Steuerventil - Google Patents

Description

Zum Steuern von Arbeitsmaschinen, die ι durch Preßwasser, Dampf oder andere
Druckmittel angetrieben werden, wendet man . vorteilhaft Steuerventile an. Hat ,die zu
steuernde Maschine kleine Kolbenquer- : schnitte, so genügen zum Steuern entsprechend kleine Steuerventile, die ohne Schwierigkeiten mittels eines Steuerhebels geöffnet
werden können. Bei größeren Steuerventilen i ίο dagegen bietet das Öffnen infolge des auf ! dem· Ventilkegel' lasfenden hohen Betriefe- j druckes Schwierigkeiten. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wendet man sogenannte entlastete Steuerventile an. Solche Ventile bestehen aus dem eigentlichen Ventilkörper und einem in diesem derart angeordneten kleinen Entlastungsventil, daß der Ventilkörper gleichzeitig den Sitz für das Entlastungsventil bildet. Beim Anheben des Ventils wird zunächst das kleine Ventil geöffnet, das infolge seiner kleinen Druckfläche nur geringen Widerstand' bietet. Erst wenn'

durch dieses kleine Ventil der auf dem großen Ventilkörper lastende Druck ganz oder teilweise abgelassen ist, wird durch den Steuerhebel das nunmehr nur noch gering belastete große Ventil geöffnet. Eine besondere Art dieser entlasteten Ventile ist so gebaut, daß der große Ventilkörper eine kolbenartige, fast ganz dicht schließende Führung besitzt, deren Durchmesser größer ist als der äußere ίο Durchmesser der Sitzfläche. Durch diese Ausbildung des Ventils wird eine ringförmige Druckfläche geschaffen, welche ständig unter der Einwirkung des Druckmittels steht. Bei geschlossenem Ventil pflanzt sich der Druck des Druckmittels, durch die nicht ganz dichte Ventilführung hindurch, auf die Rückseite des Ventils fort, so daß das Ventil fest auf seinen Sitz gedrückt wird. Soll das Ventil geöffnet werden, so wird durch Anheben des kleinen Entlastungsventils der Druck von der Rückseite des großen A^entils in den unter dem Ventil befindlichen Raum abgelassen, worauf der Druck, der auf die vorerwähnte ringförmige Fläche des großen Ventils wirkt, dieses Ventil selbsttätig öffnet. Solche Ventile haben den Vorteil, daß sie selbst bei sehr großem Durchgangsquerschnitt leicht geöffnet werden können. Sie haben aber den Nachteil, daß der Steuerhebel einen dem Hube des großen Ventils entsprechenden Ausschlag ausführen muß. Dieser große Ausschlag hat sich besonders bei mit großer Hubzahl arbeitenden hydraulischen Schmiedepressen als sehr störend erwiesen. Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, daß das kleine Entlastungsventil außerhalb des großen Steuerventils in einer besonderen Kammer des Ventilgehäuses angeordnet wird. Der Hub des kleinen Ventils, und damit der Ausschlag des Handhebels, braucht dann infolge dieser Anordnung nur so groß zvt sein, wie er dem Durchgangsquerschnitt des kleinen Ventils entspricht.

Eine solche Steuerung ist jedoch nur in solchen Fällen anwendbar, bei denen immer der ganze Ventilquerschnitt freigegeben werden soll, d. h. bei denen eine Geschwindigkeitsregelung nicht erforderlich ist.

Das gemäß der Erfindung gebaute Steuerventil besitzt ebenfalls ein außerhalb des großen Steuerventils angeordnetes Entlastungsventil. Es ist aber so gebaut, daß es auch in solchen Fällen anwendbar ist, wo eine Regelung des Durchgangsquerschnittes gewünscht wird. Es wird dies dadurch erreicht, daß das Ventil mit dem Entlastungsventil durch einen Lenkhebel nach der Art eines Servomotorgestäng€S verbunden wird. '

Die neue Steuerung ist in der Zeichnung in

den Abb. 1 bis 4 schematisch dargestellt. In Abb. ι ist α das eigentliche Steuerventil, b das Entlastungsventil und c der Steuerhebel. Das Druckmittel tritt bei / in den Ventilkörper ein und nach Durchströmen der Ventilöffnung bei g vom Ventilkörper ztt der Verbrauchsstelle. Das Steuerventil α ist so gebaut, daß der Durchmesser seiner kolbenartigen Führung größer ist als der Durchmesser der äußeren Sitzfläche, so daß eine ringförmige Fläche h entsteht, auf welche das bei f eintretende Druckmittel wirken kann. In der Ruhelage sind die Ventile α und b geschlossen. Das Druckmittel tritt an dem nicht ganz dichten Führungskolben vorbei in den oberen Raum i, so daß sowohl das Steuerventil α als auch das Entlastungsventil b fest auf ihren Sitz gedrückt werden. Soll der zu steuernde Arbeitskolben in Bewegung gesetzt werden, so wird das Entlastungsventil b durch den Steuerhebel c und den Hebestift d von seinem Sitz gehoben. Hierdurch entsteht eine Verbindung zwischen dem Räume i und dem Räume g, und es findet eine Entlastung des Raumes i statt. Nun kommt der auf der Ringfläche h lastende Druck zur Wirkung und hebt das Steuerventil α selbsttätig, also ohne Einwirkung durch den Steuerhebel, von seinem Sitz, worauf das Überströmen des Druckmittels aus dem Räume/ in den mit dem Arbeitszylinder in Verbindung stehenden Raum g erfolgt. Bei Beendigung der Bewegung des Arbeitskolbens wird durch Rückbewegung des Steuerhebels c das Entlastungsventil b wieder auf seinen Sitz gebracht, und es entwickelt sich in dem Räume i wieder Druck, da das an der Führung vorbeiströmende Druckmittel nicht mehr durch das Entlastungsventil b entweichen kann. Dieser auf das Ventil α abwärts wirkende Druck überwiegt den auf die Ringfläche h wirkenden, und das Ventil α wird wieder auf seinen Sitz gedrückt. Der Steuerhebel c beeinflußt das Entlastungsventil b bzw. dessen Hebestift d nicht direkt, sondern mittels eines Lenkhebels k. An dem einen Ende dieses Lenkhebels ist die Hebestange d des Entlastungsventils und an dem andern Ende ein mit dem Steuerventil α verbundener Stift I gekuppelt. Das Gestänge des Handhebels ist in der Nähe des Angriffspunktes des Hebe-Stiftes d im Punkt 0 am Lenker k befestigt, und zwar etwa so, daß sich die Hebellänge m zur Länge η wie der Hub des Steuerventils a zu dem des Entlastungsventils b verhält. Die Steuerung nach Abb. 1 wirkt in folgender Weise: Bei der Abwärtsbewegung des Steuerhebels c schwingt der Lenkhebel k um das untere Ende des Stiftes I, und hierdurch wird mittels des Hebestiftes d das Ventil b geöffnet. Hierauf wird das Steuerventil α in der oben beschriebenen Weise selbsttätig geöffnet. An dieser Ventilbewegung nimmt

der Stift I teil sowie das mit diesem gekuppelte Ende des Lenkhebels k, und der Lenkhebel schwingt jetzt um den durch den Steuerhebel festgehaltenen Angriffspunkt o. Hierbei findet eine Abwärtsbewegung des ■ Hebestiftes d statt und das Entlastungsventil b setzt sich wieder auf seinen Sitz. Da nun das Druckmittel aus dem Räume i nicht mehr entweichen kann, ist die Aufwärtsbe- j

ίο wegung des Steuerventils α beendet. Der ; Durchgangsquerschnitt des Steuerventils hängt also von der Bewegung des Punktes ο am Lenker k ab und kann durch den Steuerhebel beliebig geregelt werden.

Ist ein dampf- oder gasförmiges Druckmittel zu steuern, so empfiehlt es sich, die Geschwindigkeit beim Öffnen des Steuerventils, die infolge schnellen Austritts des Druck- : mittels aus dem Räume i sehr groß sein wird, i durch eine Bremsvorrichtung zu verringern. Eine solche Bremsvorrichtung ist in dem Ausführungsibeispiel nach Abb. 2 dargestellt. Ein mit der Hebestange I verbundener Bremskolben p drückt beim Öffnen des Ventils die in seinem Zylinder befindliche Flüssigkeit durch einen einstellbaren Kanal in einen Flüssigkeitsbehälter. Damit das Steuerventil beim Schließen ungehindert seinen Sitz erreichen kann, ist an der Bremsvorrichtung ein Rückschlagventil q vorgesehen, das die Flüssigkeit aus dem Behälter ohne größeren Widerstand in den Bremszylinder zurücktreten läßt. An Stelle der in Abb. 2 dargestellten Bremsvorrichtung kann auch jede andere zweckentsprechende Vorrichtung angewendet werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von dem in Abb. 1 dargestellten noch dadurch, daß der Steuerhebel und der damit verbundene Lenkhebel nicht unterhalb des Ventilgehäuses, sondern oberhalb dieses angeordnet ist. Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird durch die verschiedene Lage der Hebel nicht beeinflußt. So kann auch, wie Abb. 3 zeigt, der Lenkhebel k im Inneren des Ventilgehäuses untergebracht werden. Diese Anordnung hat gegenüber denen nach Abb. 1 und 2 den Vorteil, daß nur eine, und zwar die den Steuerhebel mit dem Lenkhebel verbindende Stange durch eine Stopfbüchse abgedichtet zu werden braucht. Um den Lenkhebel k mit den Stangen d und / nicht fest verbinden zu müssen, was das Auswechseln der Teile erschweren würde, kann eine Feder r vorgesehen werden, die eine ständige Berührung des Lenkers mit den verschiedenen Übertragungsstangen gewährleistet.

Bei dem durch Abb. 4 veranschaulichten < Ausführungsbeispiel ist die Welle des Steuerhebels c durch das Ventilgehäuse hindurchgeführt, und die Bewegung des Lenkhebels k wird durch eine auf der Steuerwelle sitzende unrunde Scheibe s bewerkstelligt. Der Antrieb der Steuerung sowie die Anordnung der einzelnen Teile des Gestänges kann auch in jeder beliebigen anderen geeigneten Weise erfolgen. In den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 1 bis 4 sind die beiden Ventile in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Die Wirkungsweise ändert sich nicht, wenn das Entlastungsventil an irgendeiner Stelle außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet wird und die Räume der beiden Ventile, die miteinander in Verbindung stehen müssen, durch Rohrleitungen verbunden werden.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen waren die Räume unterhalb der beiden Ventile miteinander verbunden, so daß das aus dem Raum i abgeleitete Druckmittel in den gesteuerten Raum g· übertreten konnte. Bei geringem Betriebsdruck, besondters wenn es sich um Auslaßventile handelt, kann der untere Verbindungskanal zwischen den beiden Ventilen fortfallen und dafür ein ins Freie oder in einen Niederdruckbehälter führender Kanal t (Abb. 1) vorgesehen werden. Hierdurch wird eine noch vollkommenere Entlastung des Raumes i und damit ein noch sichereres Öffnen des Steuerventils α erzielt.

Das neue Ventil kann sowohl als Einlaßwie auch als Auslaßsteuerventil benutzt werden. Im letzteren Falle schließt bei / nicht die Zuführungsleitung, sondern die zum gesteuerten Zylinder führende Rohrleitung an, während bei g das Ableitungsrohr angeschlossen wird.

Das neue Steuerventil kann gleich vorteilhaft zum Steuern von tropfbarflüssigen und dampf- und gasförmigen Druckmitteln verwendet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Mit einem Entlastungsventil ausgerüstetes Steuerventil, das nach Öffnen des außerhalb des Steuerventils angeordneten Entlastungsventils durch den Druck des Druckmittels auf eine durch die kolbenartige Führung und den äußeren Sitzdurchmesser gebildete Ringfläche selbsttätig geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil mit dem Entlastungsventil durch einen Lenkhebel nach der Art eines Servomotorgestänges verbunden ist, zum Zwecke, den Hub des Steuerventils durch, den Steuerhebel regeln zu können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.