DE3713066A1

DE3713066A1 - Seat valve

Info

Publication number: DE3713066A1
Application number: DE19873713066
Authority: DE
Inventors: Horst Rott
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1988-11-03

Abstract

Provided in a 2/2-way seat valve in addition to the valve piston interacting with the valve seat there are, in both spaces upstream and downstream of the valve seat, piston sections which have different diameters, giving rise to differential areas in order to hold the valve piston either in the closed or the open position in the case of a change or a difference in the pressure in both connections of the valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sitzventil mit den im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a seat valve with the Oberbe handle of claim 1 specified features.

Derartige Sitzventile dienen zum leckölfreien Abdichten des Druckmittelweges zwischen zwei Anschlüssen, insbe sondere einem Druckmittelanschluß und einem Verbraucher anschluß. Der Ventilkolben kann durch eine Feder in die geöffnete oder geschlossene Stellung gedrückt werden, aus der er durch eine Betätigungskraft, insbesondere einen auf einen Steuerkolben wirkenden Vorsteuerdruck umschaltbar ist.Such seat valves are used for leak oil-free sealing the pressure medium path between two connections, esp special a pressure medium connection and a consumer connection. The valve piston can be inserted into the open or closed position are pressed, from which he is actuated by an actuator, in particular a pilot pressure acting on a control piston is switchable.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Sitzventil so umzugestalten, daß es stets in der ge schlossenen bzw. geöffneten Stellung gehalten wird, wenn in den Räumen beidseits des Ventilkolbens wechselnde bzw. unterschiedliche Drücke herrschen.The object underlying the invention is redesign a seat valve so that it is always in the ge closed or open position is maintained if in the rooms on both sides of the valve piston changing or different pressures prevail.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.The stated object is according to the invention in characterizing part of claim 1 Features solved.

Die erfindungsgemäße Lösung weist mittels der Flächen differenz zwischen dem Ventilkolben und den Kolbenab schnitten den Vorteil auf, daß das Ventil je nach Aus führungsform stets geöffnet oder geschlossen gehalten wird. In einer ersten Ausführungsform wirkt der in jedem der beiden Räume herrschende Druck mittels der jeweiligen Flächendifferenz in Schließrichtung auf den Ventilkolben, während in einer zweiten Ausführungsform der jeweilige Druck den Ventilkolben in der Offenstellung hält. The solution according to the invention points by means of the surfaces difference between the valve piston and the piston cut the advantage that the valve depending on the off leadership always kept open or closed becomes. In a first embodiment, it works in everyone pressure of the two rooms by means of the respective Area difference in the closing direction on the valve piston, while in a second embodiment the respective Pressure keeps the valve piston in the open position.

Weiterbildungen der Erfindung, insbesondere auch hinsicht lich der Bauweise sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.Developments of the invention, especially with regard to Lich the construction are characterized in the subclaims net.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:Two embodiments of the invention are below explained in more detail with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 ein Sitzventil, das in der Grundstellung ge schlossen ist und Fig. 1 is a seat valve that is closed in the basic position and

Fig. 2 ein Sitzventil, das in seiner Grundstellung offen ist. Fig. 2 is a seat valve which is open in its normal position.

In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 eine Ventilbuchse 2 befestigt, die eine Bohrung 3 mit größerem Durchmesser und eine Bohrung 4 mit kleinerem Durchmesser aufweist, und die an ihrer Stirnfläche 5, die an einer Schulter des Gehäuses 1 anliegt, eine kegelige Ventilsitzfläche 6 aufweist. Zwischen den Bohrungen 3 und 4 liegt ein Raum 7, der über einen Anschluß 8 an einen nicht dargestellten Verbraucher angeschlossen ist.In Fig. 1, a valve sleeve 2 is fastened in a housing 1 , which has a bore 3 with a larger diameter and a bore 4 with a smaller diameter, and which has a conical valve seat surface 6 on its end face 5 , which abuts a shoulder of the housing 1 having. Between the holes 3 and 4 is a space 7 which is connected via a connection 8 to a consumer, not shown.

Das Gehäuse 1 weist eine Bohrung 11 mit größerem Durch messer und eine Bohrung 12 mit kleinerem Durchmesser auf. Zwischen den Bohrungen 4 und 12 liegt ein Raum 14, der über einen Anschluß 15 mit einer nicht dargestellten Druck mittelquelle verbunden ist. Es handelt sich somit um ein 2/2-Wege-Sitzventil.The housing 1 has a bore 11 with a larger diameter and a bore 12 with a smaller diameter. Between the holes 4 and 12 is a space 14 which is connected via a connection 15 with a pressure medium source, not shown. It is therefore a 2/2-way seat valve.

Der Kolben des Sitzventils besteht aus einem Ventilkolben 17, mit einer kegeligen oder balligen Kolbensitzfläche 18, die mit der Ventilsitzfläche 6 zusammenwirkt.The piston of the seat valve consists of a valve piston 17 , with a conical or spherical piston seat surface 18 , which cooperates with the valve seat surface 6 .

Der Ventilkolben weist den Durchmesser D 2 auf. In der Bohrung 12 des Gehäuses 1 ist abdichtend ein Kolbenab schnitt 19 geführt, der einen Durchmesser D 3 aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser D 2 des Ventilkolbens 17. Auf der anderen Seite des Ventilkolbens 17 ist ein Kolben abschnitt 20 vorgesehen, der abdichtend in der Bohrung 3 der Ventilbuchse 2 geführt ist und einen Durchmesser D 1 aufweist, der größer als der Durchmesser D 2 des Ventil kolbens ist.The valve piston has the diameter D 2 . A piston section 19 is sealingly guided in the bore 12 of the housing 1 and has a diameter D 3 which is smaller than the diameter D 2 of the valve piston 17 . On the other side of the valve piston 17 , a piston section 20 is provided, which is sealingly guided in the bore 3 of the valve sleeve 2 and has a diameter D 1 which is larger than the diameter D 2 of the valve piston.

Infolge der Durchmesserverhältnisse, wonach D 1 und D 2 in Fig. 1 größer sind als der Durchmesser der Bohrung 4 in der Buchse 2, ist der Kolbenabschnitt 20 von einer Hülse 21 gebildet, die auf einer Kolbenstange 22 zwischen einem Anschlag 23 und einer Befestigungsmutter 24 gehalten ist. Auf diese Weise kann bei der Montage des Sitzventils der Kolben von der Ventilsitzfläche 6 her in die Buchse 2 eingeschoben werden, worauf die Hülse 21 aufgeschoben und mittels der Mutter 24 befestigt wird.As a result of the diameter ratios, according to which D 1 and D 2 in FIG. 1 are larger than the diameter of the bore 4 in the bush 2 , the piston section 20 is formed by a sleeve 21 which is on a piston rod 22 between a stop 23 and a fastening nut 24 is held. In this way, during the assembly of the seat valve, the piston can be pushed into the socket 2 from the valve seat surface 6 , whereupon the sleeve 21 is pushed on and fastened by means of the nut 24 .

Der Ventilkolben 17 wird von einer in einem Deckel 28 an geordneten Feder 29 in die Grundstellung gedrückt, in der das Sitzventil geschlossen ist. Wird ein Steuerkolben 30 über einen Anschluß 31 mit Druck beaufschlagt, so wird der Ventilkolben 17 über einen Stift 32 und die Kolben stange 22 in die geöffnete Stellung geschoben, in der die Anschlüsse 8 und 15 miteinander verbunden sind.The valve piston 17 is pressed by a spring 29 arranged in a cover 28 into the basic position in which the seat valve is closed. If a control piston 30 is pressurized via a connection 31 , the valve piston 17 is pushed via a pin 32 and the piston rod 22 into the open position in which the connections 8 and 15 are connected to one another.

Die Federräume 34 und 35 sind jeweils über Kanäle 36 und 37 entlüftet.The spring chambers 34 and 35 are vented via channels 36 and 37 , respectively.

Die Wirkungsweise ist folgende: Der Ventilkolben 17 wird durch die Kraft der Feder 29 in die Grundstellung gedrückt, in der das Ventil geschlossen ist. Erfolgt von der Druck mittelquelle her im Raum 14 ein Druckaufbau, so wird der Ventilkolben 17 auf Grund der durch die Durchmesser D 2 größer als D 3 bestimmten Flächendifferenz hydraulisch auf die Ventilsitzfläche 6 gedrückt.The mode of operation is as follows: The valve piston 17 is pressed by the force of the spring 29 into the basic position in which the valve is closed. If a pressure build-up occurs in the chamber 14 from the pressure medium source, the valve piston 17 is hydraulically pressed onto the valve seat surface 6 due to the area difference determined by the diameter D 2 greater than D 3 .

Erfolgt andererseits ein Druckaufbau vom Verbraucher her im Raum 7, so wird der Ventilkolben 17 ebenfalls auf Grund der unterschiedlichen Durchmesser D 1 größer als D 2 be stimmten Flächendifferenz hydraulisch auf die Ventilsitz fläche 6 gedrückt.On the other hand, if the pressure builds up from the consumer in space 7 , the valve piston 17 is also hydraulically pressed onto the valve seat surface 6 due to the different diameters D 1 greater than D 2 .

So wird in jedem Fall, auch wenn der Druckaufbau im Raum 14 größer ist als im Raum 7 und auch wenn der Druckaufbau im Raum 7 größer ist als im Raum 14, das Sitzventil durch die entwickelten hydraulischen Kräfte stets in die ge schlossene Grundstellung gedrückt. Dies gilt auch, wenn die den Ventilkolben betätigende äußere Kraft ausfällt.So in any case, even if the pressure build-up in room 14 is greater than in room 7 and also if the pressure build-up in room 7 is greater than in room 14 , the seat valve is always pressed into the closed basic position by the developed hydraulic forces. This also applies if the external force that actuates the valve piston fails.

In Fig. 1 wird das Ventil in die geöffnete Stellung durch den Steuerkolben 30 umgeschaltet. Die Kraft zum Offenhalten des Ventils muß größer sein als die hydraulische Kraft, die sich auf Grund der durch die Durchmesser D 1 und D 3 bestimmten Flächendifferenz ergibt zuzüglich der Kraft der Feder 29. Der Schließvorgang wird ebenfalls durch die von den Durchmessern D 1 und D 3 bestimmte Flächendifferenz der Kolbenabschnitte 19 und 20 bestimmte Flächendifferenz plus der Kraft der Feder 29 eingeleitet. In der geschlos senen Stellung sind somit beide Anschlüsse nach Art eines Rückschlagventils abgesperrt. Das Sitzventil erfüllt damit Anforderungen an die Sicherheit, die darin bestehen, daß ein Druckaufbau in den beiden Räumen 7 oder 14 das Ventil nicht zu öffnen vermag.In Fig. 1, the valve is switched to the open position by the control piston 30 . The force for keeping the valve open must be greater than the hydraulic force which results from the area difference determined by the diameters D 1 and D 3 plus the force of the spring 29 . The closing process is also initiated by the area difference of the piston sections 19 and 20 determined by the diameters D 1 and D 3 plus the force of the spring 29 . In the closed position, both ports are thus shut off in the manner of a check valve. The seat valve thus fulfills safety requirements, which consist in the fact that a pressure build-up in the two rooms 7 or 14 cannot open the valve.

In Fig. 2 ist ein ähnliches 2/2-Wege-Sitzventil darge stellt. das in seiner Grundstellung geöffnet ist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.In Fig. 2 is a similar 2/2-way poppet valve Darge provides. which is open in its basic position. The same components are provided with the same reference symbols.

Die Ventilsitzfläche 6 ist nicht auf der dem Raum 14 zuge kehrten Stirnfläche 5 der Ventilbuchse 2 vorgesehen, sondern nunmehr dem Raum 7 zugekehrt. Somit befindet sich auch der Ventilkolben 17 mit dem Durchmesser D 2 innerhalb des Raumes 7. Auch in dieser Ausführungsform ist D 2 größer als D 3 und D 1 größer als D 2.The valve seat surface 6 is not provided on the face 14 facing the end face 5 of the valve bushing 2 , but now faces the space 7 . Thus, the valve piston 17 with the diameter D 2 is also within the space 7 . In this embodiment too, D 2 is greater than D 3 and D 1 is greater than D 2 .

Im Gegensatz zu Fig. 1 ist in Fig. 2 der Raum 7 über den Anschluß 8 mit einer Druckmittelquelle und der Raum 14 über einen Anschluß 15 mit einem Verbraucher verbunden.In contrast to FIG. 1, the space 7 in FIG. 2 is connected to a pressure medium source via the connection 8 and the space 14 is connected to a consumer via a connection 15 .

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird das Ventil stets auf Grund der durch die Durchmesser bestimmten Flächen differenzen zwischen dem Ventilkolben 17 und den jeweiligen Kolbenabschnitten 19 und 20 in der geöffneten dargestell ten Stellung gehalten, ohne daß durch wechselnde oder unterschiedliche Drücke in den beiden Anschlüssen das Ventil in die Schließstellung verbracht werden kann.In the embodiment shown in FIG. 2, the valve is always held due to the diameter differences between the valve piston 17 and the respective piston sections 19 and 20 in the open shown position, without being caused by changing or different pressures in the two connections the valve can be brought into the closed position.

Infolge der Durchmesserverhältnisse, wonach D 1 und D 2 grö ßer sind als der Durchmesser der Bohrung 4 in der Buchse 2, ist der Kolbenabschnitt 20 ein Vollkolben und weist ein Gewindeendstück 10 auf, das im Durchmesser kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser 4. Auf diese Weise kann bei der Montage des Sitzventils der Kolben in die Buchse 2 zur Ventilsitzfläche 6 hin eingeschoben werden, worauf das Kolbenendstück 16 eingeschraubt wird, um den Kolbenab schnitt 19 mit dem Durchmesser D 3 zu bilden.Due to the diameter ratios, according to which D 1 and D 2 are larger than the diameter of the bore 4 in the bushing 2 , the piston section 20 is a solid piston and has a threaded end piece 10 which is smaller in diameter than the bore diameter 4 . In this way, the piston can be inserted into the socket 2 towards the valve seat surface 6 during assembly of the seat valve, whereupon the piston end piece 16 is screwed in to form the piston section 19 with the diameter D 3 .

Claims

1. Sitzventil zum Steuern des Druckmittelweges zwischen einem mit einem Druckmittelanschluß verbundenen ersten Raum und einem mit einem Verbraucheranschluß verbundenen zweiten Raum über einen zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegbaren Ventilkolben, des sen Kolbensitzfläche mit einer gehäuseseitigen Ventilsitz fläche zusammenwirkt, dadurch gekennzeich net, daß mit dem Ventilkolben (17) zwei Kolbenab schnitte (19, 20) verbunden sind, die in einer Gehäuse bohrung abdichtend angeordnet und jeweils einem der beiden Räume (7, 14) zugeordnet sind und daß der Durchmesser (D 1) des einen Kolbenabschnitts (20) größer und der Durch messer (D 3) des anderen Kolbenabschnitts (19) kleiner als der Durchmesser (D 2) des Ventilkolbens (17) ist, wobei der Ventilkolben bei unterschiedlichen Drücken in den Räumen in der geöffneten oder geschlossenen Stellung gehalten wird.1. Seat valve for controlling the pressure medium path between a first space connected to a pressure medium connection and a second space connected to a consumer connection via a valve piston movable between an open and a closed position, the piston seat surface of which cooperates with a valve seat on the housing side, characterized in that with the valve piston ( 17 ) two Kolbenab sections ( 19 , 20 ) are connected, the sealing hole in a housing arranged and each assigned to one of the two spaces ( 7 , 14 ) and that the diameter ( D 1 ) of a piston section ( 20th ) larger and the diameter ( D 3 ) of the other piston section ( 19 ) smaller than the diameter ( D 2 ) of the valve piston ( 17 ), the valve piston being held in the open or closed position at different pressures in the rooms.

2. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der in dem ersten Raum (14) ange ordnete Kolbenabschnitt (19) einen kleineren Durchmesser (D 3) als der Ventilkolben (17) und der in dem zweiten Raum (7) angeordnete Kolbenabschnitt (20) einen größeren Durchmesser (D 1) als der Ventilkolben aufweist und der Ventilkolben in der geschlossenen Stellung gehalten ist (Fig. 1).2. Seat valve according to claim 1, characterized in that in the first space ( 14 ) arranged piston portion ( 19 ) has a smaller diameter ( D 3 ) than the valve piston ( 17 ) and the piston portion arranged in the second space ( 7 ) ( 20 ) has a larger diameter ( D 1 ) than the valve piston and the valve piston is held in the closed position ( FIG. 1).

3. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der in dem ersten Raum (7) ange ordnete Kolbenabschnitt (20) einen größeren Durchmesser (D 1) als der Ventilkolben (17) und der in dem zweiten Raum (14) angeordnete Kolbenabschnitt (19) einen kleine ren Durchmesser (D 3) als der Ventilkolben aufweist und der Ventilkolben in der geöffneten Stellung gehalten ist (Fig. 2). 3. Seat valve according to claim 1, characterized in that in the first space ( 7 ) arranged piston portion ( 20 ) has a larger diameter ( D 1 ) than the valve piston ( 17 ) and the piston portion arranged in the second space ( 14 ) ( 19 ) has a smaller diameter ( D 3 ) than the valve piston and the valve piston is held in the open position ( FIG. 2).

4. Sitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenabschnitt (20) mit dem größeren Durchmesser von einer Hülse (21) gebildet ist, die auf einer mit dem Ventilkolben verbundenen Stange (22) befestigt ist.4. Seat valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piston section ( 20 ) with the larger diameter is formed by a sleeve ( 21 ) which is fastened on a rod ( 22 ) connected to the valve piston.

5. Sitzventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolbenabschnitt (20) mit dem größeren Durchmesser abdichtend in einer Gehäusebohrung angeordnet ist, die an einer dem Kolbenabschnitt abge kehrten Schulter die Ventilsitzfläche (6) aufweist (Fig. 1).5. Seat valve according to claim 4, characterized in that the piston section ( 20 ) with the larger diameter is arranged sealingly in a housing bore which has the valve seat surface ( 6 ) on a shoulder turned away from the piston section ( Fig. 1).

6. Sitzventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolbenabschnitt (20) mit dem größeren Durchmesser abdichtend in einer Gehäusebohrung angeordnet ist, die an einer dem Kolbenabschnitt zuge kehrten Schulter die Ventilsitzfläche (6) aufweist (Fig. 2).6. Seat valve according to claim 4, characterized in that the piston section ( 20 ) with the larger diameter is arranged sealingly in a housing bore which has the valve seat surface ( 6 ) on a shoulder facing the piston section ( Fig. 2).

7. Sitzventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gehäusebohrung (3) in einer gehäuseseitigen Ventilbuchse (2) angeordnet ist, die in ein Gehäuse (1) eingesetzt ist, in dessen Bohrung (12) der andere Kolbenabschnitt (19) angeordnet ist.7. seat valve according to claim 5 or 6, characterized in that the housing bore (3) is arranged in a housing-side valve sleeve (2) which is inserted in a housing (1), in the bore of the other piston section (12) (19 ) is arranged.