DE8629283U1 - Piston slide valve for hydraulic fluid, especially for oil-in-water emulsions - Google Patents

Description

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BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft ein Kolbenschieberventil für Druckflüssigkeit, insbesondere für Öl-in-Wasser-Emulsionen wie HFA-Flüssigkeiten und dgl., nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The invention relates to a piston slide valve for hydraulic fluid, in particular for oil-in-water emulsions such as HFA fluids and the like, according to the preamble of claim 1.

Kolbenschieberventile dieser Art werden beispielsweise zur Steuerung von Hydraulikaggregaten wie Schreitzylindern und dergleichen eingesetzt. Ein solches Ventil ist aus der DE-OS 31 07 012 bekannt. Es weist einen in einer J^ängsbohrung des Ventilgehäuses axial verschiebbar gelagerten Kolbenschieber auf, der je nach Stellung eine Versorgungsleitung mit einer Arbeitsleitung oder die Arbeitsleitung mit einer Rücklaufleitung verbildet. Die Versorgungsleitung ist dabei üblicherweise über eine Pumpe druckbeaufschlagt, die Arbeitsleitung zum Beispiel mit einem Schreitzylinder verbunden und die Rücklaufleitung an einen Tank angeschlossen. Die Leitungsanschlüsse münden jeweils über Querbohrungen in einen ringförmig aufgeweiteten Bereich der Längsbohrung des Ventils und werden durch einen Kolben des Kolbenschiebers (Rücklauf- und Arbeitsleitung) beziehungsweise durch einen Verschlußkörper (Arbeits- und Versorgungsleitung)Piston slide valves of this type are used, for example, to control hydraulic units such as walking cylinders and the like. Such a valve is known from DE-OS 31 07 012. It has a piston slide that is mounted axially displaceably in a longitudinal bore of the valve housing, which, depending on the position, forms a supply line with a working line or the working line with a return line. The supply line is usually pressurized by a pump, the working line is connected, for example, to a walking cylinder, and the return line is connected to a tank. The line connections each open via cross bores into a ring-shaped, widened area of the longitudinal bore of the valve and are closed by a piston of the piston slide (return and working line) or by a closure body (working and supply line).

voneinander dichtend abgeschlossen. Um auch bei hohen Drücken eine gute Dichtwirkung zu gewährleisten, ist der Kolbenschieber durch Dichtringe gegenüber der Längsbohrung abgedichtet, insbesondere im Bereich zwischen den Ouerbohrungen für die Anschlu31eitungen. Als Dichtringe werden in der Regel O-Ringe eingesetzt, die einfach in der Herstellung und leicht zu montieren sind.sealed from each other. In order to ensure a good sealing effect even at high pressures, the piston slide is sealed against the longitudinal bore by sealing rings, especially in the area between the cross bores for the connection lines. O-rings are generally used as sealing rings, which are simple to manufacture and easy to install.

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Insbesondere bei hohen Arbeitsdrücken sind diese Dichtringe (O-Ringe) einem erhöhten Verschleiß unterworfen, da sie durch Turbulenzen im Ventil aus ihren Dichtsitzen herausgerissen werden können und dann einer erhöhten mechanischen Belastung ausgesetzt werden. Dies führt in der Praxis dazu, daß solche Ventile schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer Undichtigkeiten aufweisen, Ihre Dichtungen müssen erneuert werden, was in der Regel sehr zeitaufwendig und somit kostenintensiv ist.These sealing rings (O-rings) are subject to increased wear, particularly at high working pressures, as they can be torn out of their sealing seats by turbulence in the valve and are then subjected to increased mechanical stress. In practice, this leads to such valves developing leaks after a relatively short period of operation and their seals must be replaced, which is usually very time-consuming and therefore costly.

Bei Ventilen dieser Art, die üblicherweise mit .positiver überdeckung arbeiten (d.h. während des Schaltvorgangs wird die Arbeitsleitung zunächst von der Rücklaufleitung getrennt und dann erst mit der Versorgungsleitung verbunden oder umgekehrt), kann es vorkommen, daß die Dichtung zwischen der Arbeitsieitung und der Versorgungsleitung beim überfahren der Steuerkante aus ihrem Dichtsitz herausgedrückt wird, wenn der Druck in der Arbeitsleitung höher als der in der Versorgungsleitung ist. Ein solches Herausdrücken der Dichtung während des Schaltvorgangs führt zur Beschädigung oder gar Zerstörung der Dichtung.With valves of this type, which usually work with positive overlap (i.e. during the switching process, the working line is first separated from the return line and only then connected to the supply line or vice versa), it can happen that the seal between the working line and the supply line is pressed out of its sealing seat when the control edge is passed if the pressure in the working line is higher than that in the supply line. Such a pressing out of the seal during the switching process leads to damage or even destruction of the seal.

Die in der DE-OS 31 07 012 beschriebenen Maßnahmen zum Anpressen der Dichtungen in ihre Dichtsitze (durch Verbindungskanal vom Nutgrund der Dichtung zu einer Leitung mit geringerem Druck, z.B. der Rücklaufleitung) reichen zwar bei normalen Betriebsverhäli lissen aus, können aber dort versagen , wo Druckbelastungen oder Strömungen auftreten, dieThe measures described in DE-OS 31 07 012 for pressing the seals into their sealing seats (through a connecting channel from the groove base of the seal to a line with lower pressure, e.g. the return line) are sufficient under normal operating conditions, but can fail where pressure loads or flows occur that

den normalerweise vorgesehenen Verhältnissen nicht entsprechen. Dies kann insbesondere bei Schaltvorgängen auftreten, wenn kurzzeitig Unstetigkeiten im Druckgefälle und Stömungsverlauf innerhalb des Ventils vorliegen. Die dann nicht mehr exakt sitzenden Dichtungen können durch den sich bewegenden Schieber beschädigt oder sogar abgeschert werden.do not correspond to the conditions normally intended. This can occur particularly during switching processes if there are brief discontinuities in the pressure gradient and flow pattern within the valve. The seals, which are then no longer seated precisely, can be damaged or even sheared off by the moving slide.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kolbenschieberventil mit möglichst einfachen Mitteln so auszubilden, daß ein sicherer Sitz der Dichtungen bei nahezu jedmöglicher Druckbelastung des Ventils gewährleistet ist, so daß der Verschleiß der Dichtungen minimiert und ein sicherer Betrieb des Ventils auch über lange Zeit gewa.hr.l«iste,t'.w±rd'·. "·;Based on this, the invention is based on the object of designing a piston slide valve of this type using the simplest possible means in such a way that a secure fit of the seals is guaranteed under almost any possible pressure load on the valve, so that the wear of the seals is minimized and a safe operation of the valve is guaranteed even over a long period of time. "·;

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved according to the invention with the features listed in the characterizing part of claim 1.

Durch die schwimmende Lagerung des Dichtkörpers auf dem Zapfen des Kolbenschiebers wird erreicht, daß das Ventil bei üblicher Druckbelastung (Druckgefälle zwischen Versorgungsleitung und Arbe.i.tsleitung sowie zwischen Arbeitsleitung und Rücklauf leitung) mit positiver überdeckung arbeitet, aber bei Druckanstieg in der Arbeitsleitunfe über den Druck in der versorgungsleitung hinaus während des Schaltvorgangs mit negativer überdeckung wirksam ist, so daß der ringförmige Strömungskanal zwischen Arbeitsleitung und Versorgungsleitung erst dann geschlossen wird, wenn die Arbeitsleitung bereits mit der Rücklaufleitung verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Herausdrücken des Dichtkörpers, insbesondere des Dichtrings aus seinem Sitz unter allen Umständen vermieden . Der Dichtkörper gleitet entsprechend dem Druckgefälle entweder wieder in Richtung auf den Verschlußkörper oder in Richtung auf den auf dem Zapfen sitzenden Anschlag, an dem der Dichtkörper bei normalen Strömungsverhältnissen (Druck in der Versorgungsleitung höher als ih der Arbeitsleitung) anliegt. Ein Herausdrücken des Dichtkörpers nach außen und die damit verbundene Beschädigungsgefahr des Dichtkörpers wird durch die schwimmende Anordnung des Dichtkörpers wirksam verhindert.The floating bearing of the sealing body on the pin of the piston valve ensures that the valve works with positive overlap under normal pressure loads (pressure gradient between supply line and working line and between working line and return line), but with negative overlap when the pressure in the working line rises above the pressure in the supply line during the switching process, so that the annular flow channel between working line and supply line is only closed when the working line is already connected to the return line. In this way, the sealing body, in particular the sealing ring, is prevented from being pushed out of its seat under all circumstances. Depending on the pressure gradient, the sealing body slides either back towards the closure body or towards the stop on the pin, against which the sealing body rests under normal flow conditions (pressure in the supply line higher than in the working line). The floating arrangement of the sealing body effectively prevents the sealing body from being pushed outwards and the associated risk of damage to the sealing body.

Vorteilhaft ist nach Anspruch 2 der Dichtkörper durch eine starre, beispielsweise aus Metall bestehende Scheibe und einen elastischen Dichtring, vorzugsweise einen O-Ring gebildet, wobei der Dichtring zwischen der Scheibe und dem Verschiußkörper angeordnet ist. Durch eine solche Ausbildung wird mit einfachen Mitteln eine hohe Dichtwirkung erreicht. Der Verschleiß des Dichtkörpers ist gering, da die Hauptdrucklast von der Scheibe aufgenommen wird und der elastische Dichtring nur einen verhältnismäßig engen Spalt zwischen der Scheibe und der Innenwand der Längsbohrung abdichten muß. Eine solche Ausbildung ist zudem kostengünstig, da der elastische O-Ring geringe Fertigungstoleranzen ausgleichen kann, und die davor gelagerte Scheibe nicht unbedingt den bei Dichtungen üblichen höchsten Paßgenauigkeiten entsprechen muß.According to claim 2, the sealing body is advantageously formed by a rigid disk, for example made of metal, and an elastic sealing ring, preferably an O-ring, with the sealing ring being arranged between the disk and the closure body. A high sealing effect is achieved with simple means by such a design. The wear of the sealing body is low, since the main pressure load is absorbed by the disk and the elastic sealing ring only has to seal a relatively narrow gap between the disk and the inner wall of the longitudinal bore. Such a design is also cost-effective, since the elastic O-ring can compensate for small manufacturing tolerances and the disk mounted in front of it does not necessarily have to correspond to the highest fitting accuracy usual for seals.

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Die Aufnahmetasche entsprechend Anspruch 3 schützt den Dichtring in der Betriebsposition, in welcher er bei einem Druckanstieg in der Arbeitsleitung über den Druck in der Versorgungsleitung hinaus bei einer Verlagerung des Kolbenschiebers in die die Arbeitsleitung mit der Rücklaufleitung verbindende Betriebsposition hineingedrückt wird. Er liegt dann unmittelbar durch die Scheibe fixiert in der Aufnahmetasche und kann keinen Schaden nehmen.The receiving pocket according to claim 3 protects the sealing ring in the operating position in which it is pressed into the operating position connecting the working line with the return line when the pressure in the working line rises above the pressure in the supply line when the piston slide is displaced. It is then directly fixed in the receiving pocket by the disc and cannot be damaged.

Die Merkmale des Anspruchs 4 erweisen sich dann als vorteilhaft, wenn in der die Arbeitsleitung mit der Rücklauf leitung verbindenden Endlage des Kolbenschiebers das Druckgefälle wieder von der Versorgungsleitung zur Arbeitsleitung verläuft. Der in der Querbohrung anstehende Druck verlagert dann den Dichtring zusammen mit der Scheibe auf dem Zapfen bis zur Anlage am Anschlag. Bevorzugt sind vier Querbohrungen in 90° Versetzung vorgesehen.The features of claim 4 prove to be advantageous when, in the end position of the piston valve connecting the working line with the return line, the pressure gradient runs again from the supply line to the working line. The pressure in the cross hole then displaces the sealing ring together with the disk on the pin until it rests against the stop. Preferably, four cross holes are provided at 90° intervals.

Eine Ausbildung gemäß Anspruch 5, bei der sich der Dichtkörper an seinem Außenumfang zum Anschlag hin verjüngt, bietet den Vorteil, daß während des Schaltvorgangs der Ringkanal zwischen Versorgungsleitung und Arbeitsleitung nicht schlagartig, sondern langsam und gleichmäßig geöffnet bzw. wieder geschlossen wird. Durch dieses kontinuierliche Öffnen bzw. Schließen, das durch Abrunden der zugehörigen Steuerkante der Längsbohrung noch unterstützt werden kann, wird ein weiches und somit schwingungsarmes Schalten des Ventils auch bei hydraulischer Ansteuerung (hohe Schaltgeschwindigkeit) erreicht.A design according to claim 5, in which the sealing body tapers towards the stop on its outer circumference, offers the advantage that during the switching process the ring channel between the supply line and the working line is not opened or closed suddenly, but slowly and evenly. This continuous opening or closing, which can be further supported by rounding the associated control edge of the longitudinal bore, results in a smooth and therefore low-vibration switching of the valve, even with hydraulic control (high switching speed).

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Vorteilhaft ist gemäß Anspruch 6 die Scheibe an ihrem Außenumfang zum Anschlag verjüngt. - Es versteht sich, daß es tunlich ist, den Nutengrund des Dichtringes, z. B. durch eine zur Atmosphäre führende Bohrung, in bekannter Weise druckentlastet auszuführen und dadurch den Sitz des Druckringes zu verbessern.According to claim 6, the disk is advantageously tapered to the stop on its outer circumference. - It goes without saying that it is feasible to make the groove base of the sealing ring pressure-relieved in a known manner, e.g. by means of a bore leading to the atmosphere, and thus to improve the fit of the pressure ring.

Die Erfindung sowie die technologischen Zusammenhänge werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention and the technological relationships are explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. They show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kolbenschieberventil mit zwei Kolbenschiebern,Fig. 1 a longitudinal section through a piston valve with two piston slides,

Fig. 2 und 3 das Ventil gemäß Fig. 1 in anderen Schaltstellungen. Fig. 2 and 3 show the valve according to Fig. 1 in other switching positions.

Das in den Figuren dargestellte Ventil weist ein Ventilgehäuse 1 auf, in dem zwei Längsbohrungen 2 und 2a angeordnet sind, in denen jeweils ein Kolbenschieber 3 bzw. 3a axial beweglich gelagert ist. In jede Längsbohrung 2, 2a münden drei Querbohrungen 4, 4a, 5, 5a, 6, 6a, über die das Ventil mit den zu schaltenden Leitungen T, A, P bzw. T, B, P verbunden wird.The valve shown in the figures has a valve housing 1 in which two longitudinal bores 2 and 2a are arranged, in each of which a piston slide 3 or 3a is mounted so as to be axially movable. Three transverse bores 4, 4a, 5, 5a, 6, 6a open into each longitudinal bore 2, 2a, via which the valve is connected to the lines T, A, P or T, B, P to be switched.

Die Längsbohrung 2 ist über die Querbohrung 4 zur Verbindung mit einer Rücklaufleitung T vorgesehen, die zu einem Sammelbehälter führt. Die Querbohrung 5 verbindet die Längsbohrung 2 mit einer Arbeitsleitung A, an die ein hydraulisches Aggregat, beispielsweise ein Schreitzylinder angeschlossen ist.The longitudinal bore 2 is provided via the transverse bore 4 for connection to a return line T, which leads to a collecting tank. The transverse bore 5 connects the longitudinal bore 2 to a working line A, to which a hydraulic unit, for example a walking cylinder, is connected.

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Über die Querbohrung 6 ist die Längsbohrung 2 mit einer Versorgungsleitung P verbunden. Diese Leitung P ist druckführend und beispielsweise mit einer zentralen Druckversorgung verbunden. Die Längsbohrung 2 bildet mit dem darin sitzenden Kolbenschieber 3 und den in die Längsbohrung 2 mündenden Querbonrungen 4, 5 und 6 ein 3/2-Wegeventii.The longitudinal bore 2 is connected to a supply line P via the transverse bore 6. This line P is pressurized and is connected, for example, to a central pressure supply. The longitudinal bore 2 forms a 3/2-way valve with the piston slide 3 located therein and the transverse bores 4, 5 and 6 opening into the longitudinal bore 2.

Die Längsbohrung 2a bildet mit dem darin geführten Kolbenschieber 3a und den Querbohrungen 4, 5a und 6a ebenfalls ein 3/2-Wegeventil, das in funktionell gleicher Weise wie das beschriebene parallele Ventil ausgebildet ist. Auch hier sind drei in Achsrichtung des Kolbenschiebers 3a hintereinander angeordnete Querbohrungen zum Anschluß einer Rücklaufleitung T (Querbohrung 4a), zum Anschluß einer Arbeitsleitung B (Querbohrung 6a) vorgesehen. Während die Querbohrung 5a einen direkten Anschluß für die Arbeitsleitung B bildet, sind die Querbohrungen 4a und 6a über Ringräume innerhalb des Ventilgehäuses 1 mit den Querbohrungen 4 bzw. 6 der oberen Längsbohrung 2 verbunden.The longitudinal bore 2a, together with the piston slide 3a guided therein and the cross bores 4, 5a and 6a, also forms a 3/2-way valve, which is designed in a functionally identical manner to the parallel valve described. Here too, three cross bores arranged one behind the other in the axial direction of the piston slide 3a are provided for connecting a return line T (cross bore 4a) and for connecting a working line B (cross bore 6a). While the cross bore 5a forms a direct connection for the working line B, the cross bores 4a and 6a are connected to the cross bores 4 and 6 of the upper longitudinal bore 2 via annular spaces within the valve housing 1.

Wie auch anhand der Bezugszeichen zu erkennen ist, sind die Kolbenschieber 3, 3a gleich ausgebildet. Auch die beiden in das Ventilgehäuse 1 integrierten 3/2-Wegeventile sind in ihrer Funktions- und Arbeitsweise gleich, so daß im folgenden nur das in Fig. 1 oben liegende Ventil beschrieben wird.As can be seen from the reference numerals, the piston slides 3, 3a are of the same design. The two 3/2-way valves integrated into the valve housing 1 are also identical in their function and operation, so that only the valve at the top in Fig. 1 is described below.

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Der Kolbenschieber 3 weist an seinen beiden voneinander abgewandten Enden zwei Kolben 7 und 3 auf, die jeweils dichtend innerhalb der Längsbohrung 2 geführt sind. Die Abdichtung gegenüber der Längsbohruns 2 erfolgt durch Dichtringe 9, die in entsprechenden in der Langsbohrung 2 eingelassenen Nuten 10 liegen. Die beiden Kolben 7 und S sind über einen Zapfen 11 kleineren Durchmessers fest miteinander verbunden. Zwischen dem Zapfen 11 und dem rechten Kolben S ist ein Verschlußkörper 12 angeordnet, der einen Bestandteil des Kolbens S bilden kann.The piston slide 3 has two pistons 7 and 3 at its two opposite ends, each of which is sealed within the longitudinal bore 2. The longitudinal bore 2 is sealed by sealing rings 9, which are located in corresponding grooves 10 in the longitudinal bore 2. The two pistons 7 and 3 are firmly connected to one another via a pin 11 of smaller diameter. A closure body 12, which can form a component of the piston S, is arranged between the pin 11 and the right piston S.

Fest mit dem Zapfen Il des Kolbenschiebers 3 verbunden ist ein ringförmiger Anschlag 13. Zwischen dem Anschlag 13 und dem Verschlußkörper 12 ist ein in Achsrichtung des Zapfens Il frei beweglicher Dichtkörper gelagert, der durch eine starre Scheibe 14 und einen elastischen ü-Ring 15 gebildet ist. Der O-Ring 15 ist zwischen der Scheibe 14 und dem Verschlußkörper 12 angeordnet. Die Scheibe 14 und der Ring 15 sind zwischen dem Anschlag 13 und dem Verschlußkörper 12 axial frei beweglich. Die Scheibe 14 hat einen etwas kleineren Außenumfang als der O-Ring 15 und ist in Richtung auf den Anschlag 13 hin verjüngt. Diese, etwa konische Verjüngung setzt sich über den Außenumfang des Anschlags 13 fort.A ring-shaped stop 13 is firmly connected to the pin II of the piston slide 3. Between the stop 13 and the closure body 12 there is a sealing body that is freely movable in the axial direction of the pin II and is formed by a rigid disk 14 and an elastic O-ring 15. The O-ring 15 is arranged between the disk 14 and the closure body 12. The disk 14 and the ring 15 are freely movable axially between the stop 13 and the closure body 12. The disk 14 has a slightly smaller outer circumference than the O-ring 15 and is tapered in the direction of the stop 13. This approximately conical taper continues over the outer circumference of the stop 13.

Im Verschlußkörper 12 ist eine an den O-Ring 15 angepaßte Aufnahmetasche 31 vorgesehen. Die Aufnahmetasche 31 ist über vier um 90 Grad zueinander versetzte Ouerbohrungen 32 mit einer ringförmigen Erweiterung 19 verbunden.A receiving pocket 31 adapted to the O-ring 15 is provided in the closure body 12. The receiving pocket 31 is connected to an annular extension 19 via four cross bores 32 offset by 90 degrees from one another.

Die beiden Kolbenschieber 2 und 3a können manuell über einen am Ventilgehäuse 1 angelenkten Hebel 16 und zwei damit gelenkig verbundene Stößel 17 oder aber hydraulisch über Vorsteuerkanäle X. und &idigr; betätigt werden. Die Kolbenschieber 3 und 3a sind über Federn 18 kraftbeaufschlagt, so daß jeder Kolbenschieber bei Nichtbetätigung die Stellung des Kolbenschieber . 3a einnimmt. In dieser Stellung ließt die freie Stirnfläche 2c -J^s Kolbens 7 am Stößel 17The two piston slides 2 and 3a can be operated manually via a lever 16 connected to the valve housing 1 and two tappets 17 connected to it in an articulated manner, or hydraulically via pilot channels X. and &idigr;. The piston slides 3 and 3a are actuated by springs 18, so that each piston slide assumes the position of the piston slide 3a when not actuated. In this position, the free end face 2c -J^s of the piston 7 rests on the tappet 17.

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an. Bei Betätigung des Hebels 16 wird der Kolbenschieber 3 oder der Kolbenschieber 3a gegen die Kraft der Federn 18 in die Stellung des Kolbenschiebers 3 bewegt, in der die endseitige Stirnfläche 29 des Kolbens 8 am Ende der Längsbohrung 2 anliegt. In dieser, nachfolgend Schaltstellung genannten Stellung, ist die Versorgungsleitung P mit der Arbeitsleitung A bzw. B verbunden. Bei Nichtbetätigung, nachfolgend Neutralstellung genannt (Figur l unterer Kolbenschieber 3a), ist die Arbeitsleitung A bzw. B mit der Rücklaufleitung T verbunden.When the lever 16 is operated, the piston slide 3 or the piston slide 3a is moved against the force of the springs 18 into the position of the piston slide 3 in which the end face 29 of the piston 8 rests against the end of the longitudinal bore 2. In this position, hereinafter referred to as the switching position, the supply line P is connected to the working line A or B. When not operated, hereinafter referred to as the neutral position (Figure 1 lower piston slide 3a), the working line A or B is connected to the return line T.

Die Ouerbohruhgen 4, S₁ 6, die in Achsrichtung der zugehörigen Längsbohrung 2 hintereinander angeordnet sind, münden jeweils in einen ringförmig aufgeweiteten Bereich 25, 20, 19 der Längsbohrung 2. Im Bereich der Querbohrung 6 zum Anschluß der Versorgungsleitung P ist die Längsbohrung 2 zylindrisch aufgeweitet. Innerhalb dieses aufgeweiteten Bereichs 19 sind der Verschlußkörper 12 und dia Feder 18 angeordnet, die sich zwischen Verschlußkörper 12 und der Stirnseite des aufgeweiteten Bereichs 19 abstützt.The cross bores 4, 5 ₁ 6, which are arranged one behind the other in the axial direction of the associated longitudinal bore 2, each open into a ring-shaped widened area 25, 20, 19 of the longitudinal bore 2. In the area of the cross bore 6 for connecting the supply line P, the longitudinal bore 2 is cylindrically widened. The closure body 12 and the spring 18 are arranged within this widened area 19 and are supported between the closure body 12 and the front side of the widened area 19.

An den zylindrisch aufgeweiteten Bereich 19 schließt sich in Richtung zur Querbohrung 5 für die Arbeitsleitung A ein Teil der Längsbohrung 2 (hier mit Nenndurchmeser) an, die im Bereich der Querbohrung 5 in einen aufgeweiteten Bereich 20 übergeht. Der aufgeweitete Bereich 20 weist einen größeren Durchmesser als die Längsbohrung 2 auf und ist zur Längsbohrung 2 hin abgerundet ausgebildet. The cylindrically widened area 19 is followed in the direction of the transverse bore 5 for the working line A by a part of the longitudinal bore 2 (here with nominal diameter), which merges into a widened area 20 in the area of the transverse bore 5. The widened area 20 has a larger diameter than the longitudinal bore 2 and is rounded towards the longitudinal bore 2.

An den aufgeweiteten Bereich 20 schließt sich in Richtung auf die Querbohrung A für die Rücklaufleitung T ein Teil der Län^sbohrung 2 an, der einen geringfügig größeren Durchmesser als der übrige Teil der Längsbohrung 2 aufweist; dieser Bereich der Längsbohrurig 2 ist in den Figuren mit 21 gekennzeichnet. Der Teil 21 geht in Richtung auf die Querbohrung 4 gerundet in eine Nut 22 über, in der ein O-Ring 23 angeordnet ist. Der Nutgrund der Nut 22 ist über einen Ouerkanal 24 mit der Atmosphäre verbunden.Adjoining the widened area 20 in the direction of the transverse bore A for the return line T is a part of the longitudinal bore 2 which has a slightly larger diameter than the remaining part of the longitudinal bore 2; this area of the longitudinal bore 2 is marked 21 in the figures. The part 21 is rounded in the direction of the transverse bore 4 and merges into a groove 22 in which an O-ring 23 is arranged. The bottom of the groove 22 is connected to the atmosphere via a transverse channel 24.

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Der Kanal 24 sorgt dafür, daß der O-Ring 23 stets durch den im Ventil herrschenden Druck (Leitungsdruck von A oder T.. bzw. Staudruck zwischen A und T) in seine Nut 22 gepreßt wird.The channel 24 ensures that the O-ring 23 is always pressed into its groove 22 by the pressure prevailing in the valve (line pressure from A or T.. or dynamic pressure between A and T).

Im Mündungsbereich der Querbohrung 4 ist ein zylindrischer Ringraum 25 angeordnet, der einen deutlich größeren Durchmesser als die übrige Längsbohrung 2 aufweist. Die ringförmig aufgeweiteten Räume im Mündungsbereich der Querbohrungen 4, 5, 6 haben die Aufgabe, das Druckmedium allseits dem Kolbenschieber 3 zuzuführen, um die Dichtungen gleichmäßig und damit verschleißarm zu belasten. Im Mündungsbereich der Querbohrungen 4, Aa ist jeweils eine etwa zylindrische Hülse 26 innerhalb der Längsbohrung 2, 2a eingelassen, die gegenüber dem Ventilgehäuse \ abgedichtet ist und die eine Seite der Nut 22 bildet. Die Hülsen 26 können gegen andere Hülsen ausgewechselt werden, die eine größere oder kleinere Guerbohrung 27 aufweisen. Hierdurch kann der Querschnitt der Querbohrung 27 und somit Jer Anschlußleitung T variiert werden. Durch Wahl der entsprechenden GiuerLohrung 27 kann entsprechend den Einsatzbedingungen sichergestellt werden, daß stets ein Druckgefälle innerhalb des Ventils zwischen der Leitung A und T besteht, indem durch Verminderung des Ablaufquerschnitts ein Staudruck aufgebaut wird. Durch diese Maßnahme wird die Haltekraft für den O-Rin^ 23 in der Nut 22 gesteigert, da der Staudruck die Dichtung 23 gegen den geringeren Atmosphärendruck (Verbindung über Kanal 24) fest in die Nut 22 drückt.In the mouth area of the transverse bore 4 there is a cylindrical annular space 25 which has a significantly larger diameter than the rest of the longitudinal bore 2. The ring-shaped widened spaces in the mouth area of the transverse bores 4, 5, 6 have the task of supplying the pressure medium to the piston slide 3 on all sides in order to load the seals evenly and thus with little wear. In the mouth area of the transverse bores 4, Aa there is an approximately cylindrical sleeve 26 embedded within the longitudinal bore 2, 2a which is sealed against the valve housing \ and forms one side of the groove 22. The sleeves 26 can be exchanged for other sleeves which have a larger or smaller transverse bore 27. This allows the cross section of the transverse bore 27 and thus the connecting line T to be varied. By selecting the appropriate sealing bore 27, it can be ensured according to the operating conditions that there is always a pressure gradient within the valve between lines A and T by building up a dynamic pressure by reducing the outlet cross-section. This measure increases the holding force for the O-ring 23 in the groove 22, since the dynamic pressure presses the seal 23 firmly into the groove 22 against the lower atmospheric pressure (connection via channel 24).

Die Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils, von denen beim Ausführungsbeispiel jeweils zwei in einem Ventilgehäuse 1 angeordnet sind, wird im folgenden anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ventilstellungen näher erläutert:The functionality of a 3/2-way valve, of which two are arranged in a valve housing 1 in the embodiment, is explained in more detail below using the valve positions shown in Figures 1 to 3:

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In der Neutralstellung (Fig. 1 unterer Kolbenschieber 3a) liegt der Verschlußkörper 12 an der Stirnseite des zylindrisch aufgeweiteten Raumes 19 an und wird in dieser Stellung durch die Kraft der Feder 18 gehalten. Die eigentliche Abdichtung zwischen den Querbohrungen 5a und 6a erfolgt durch den Dichtkörper 14, 15, der am Anschlag 13 des Zapfens 11 anliegt. Der zwischen den durch den Zapfen 11 und der Längsbohrung 3a gebildete Ringkanal zwischen den Querbohrungen 5a unu 6a wird durch die starre Scheibe 14 mit dem dahinter liegenden O-Ring 15 vollständig abgedichtet. Die Anschlüsse B und T sind in dieser Stellung (Fig. 1 unten) über die aufgeweiteten Bereiche 20 und 25 sowie den zwischen dem Zapfen 11 und dem Teil 21 der Längsbohrung 2a gebildeten Ringkanal miteinander leitungsverbunden. Die Druckflüssigkeit strömt von der Arbeitsleitung B durch das Ventil hindurch zur Rücklaufleitung T. Wird das Ventil, wie allgemein üblich, über ein Vorsteuerventil angesteuert, so ist die Steuerleitung Y, die auf die freie Stirnseite des Kolbens 7 als Steuerfläche 28 wirkt, gewöhn! ich mit der Rücklaufleitung T verbunden. Um zu verhindern, daß bei Druckanstieg in der Rücklauf leitung T eine unbeabsichtigte Ventilsteuerung erfolgt, ist die freie Stirnseite des zweiten Kolbens 8 ebenfalls als Steuerfläche 29 ausgebildet und über den Vorsteuerkanal Z mit der Rücklaufleitung T verbunden. Bei gleich großen Steuerflächen 28 und 29 herrscht Kräfteausgleich, so daß die Kolbenschieber 3, 3a trotz Druckschwankungen in der Leitung T nicht bewegt werden.In the neutral position (Fig. 1 lower piston slide 3a) the closure body 12 rests against the front side of the cylindrically expanded space 19 and is held in this position by the force of the spring 18. The actual sealing between the transverse bores 5a and 6a is carried out by the sealing body 14, 15, which rests against the stop 13 of the pin 11. The annular channel formed between the transverse bores 5a and 6a by the pin 11 and the longitudinal bore 3a is completely sealed by the rigid disk 14 with the O-ring 15 behind it. In this position (Fig. 1 below), the connections B and T are connected to one another via the expanded areas 20 and 25 and the annular channel formed between the pin 11 and the part 21 of the longitudinal bore 2a. The pressure fluid flows from the working line B through the valve to the return line T. If the valve is controlled via a pilot valve, as is generally the case, the control line Y, which acts on the free front side of the piston 7 as a control surface 28, is usually connected to the return line T. In order to prevent unintentional valve control when the pressure in the return line T increases, the free front side of the second piston 8 is also designed as a control surface 29 and is connected to the return line T via the pilot channel Z. With control surfaces 28 and 29 of the same size, there is a balance of forces so that the piston slides 3, 3a are not moved despite pressure fluctuations in the line T.

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Durch Betätigen des Hebels 16 oder durch Druckbeaufschlaeung des Vorsteuerkanals X '. oder &Iacgr; . wenn der untere Kolbenschieber 3a bewegt werden soll) wird der Kolbenschieber Ja aus seiner Neutral-Etellung in seine Schältstellung (Figur 2 oberer Kolbenschieber j &igr; verschoben. Hierdurch wird zunächst die Rücklauf leitung T durch den Kolben 7 verschlossen, indem dieser mit seiner Steuer kante 30 den O-Ring 23 überfährt. Durch die abgerundete Steueri'sr;te 30. die ahgeninripte Kante der Nut 22 und den größeren Durchmesser der Längsbohrung 2 im Bereich 21 wird der O-Ring 23 auch bei schnellen. Schaltvorgängen vom Kolben 7 nicht abgeschert, sondern kann in gewisser! Grenzen ausweichen, was seine Lebensdauer erheblich steigert.By operating the lever 16 or by pressurizing the pilot channel X '. or λ . if the lower piston slide 3a is to be moved), the piston slide Ja is moved from its neutral position into its switching position (Figure 2 upper piston slide j &igr;). This initially closes the return line T by the piston 7, as the latter moves over the O-ring 23 with its control edge 30. Due to the rounded control edge 30, the tapered edge of the groove 22 and the larger diameter of the longitudinal bore 2 in the area 21, the O-ring 23 is not sheared off by the piston 7 even during rapid switching processes, but can move out of the way within certain limits, which significantly increases its service life.

Nachdem der Kolben 7 die Rücklaufleitung T verschlossen hat. wird bei weiterem Einschieben des Kolbenschiebers 3 der üichtkörper 14. 15 aus dem Ringkanal in den zylindrisch aufgeweiteten Bereich iy verlagert. Durch die konische Abschrägung der Scheibe 14, die sich im Anschlag 13 fortsetzt, wird der Querschnitt des Ringkanals langsam vergrößert, so ua\s ein weicher Schaltvorgang erzielt wird. Dieses kann durch Abrunden der entsprechenden Steuerkante der Längsbohrung 2 noch unterstützt werden. Durch den üblicherweise in der Versorgungsleitung P herrschenden höheren Druck wird der Dichtkörper 14, 15 in seiner Stellung am Anschlag 13 gehalten. Das Umsteuern des Ventils erfolgt bei normalen Betriebsverhältnissen in umgekehrter Reihenfolge, wenn der Hebel 16 losgelassen oder der entsprechende Vorsteuerkanal druckentlastet wird.After the piston 7 has closed the return line T, the sealing body 14, 15 is displaced from the annular channel into the cylindrically widened area iy when the piston slide 3 is pushed in further. The conical bevel of the disk 14, which continues in the stop 13, slowly increases the cross-section of the annular channel, so that, among other things, a smooth switching process is achieved. This can be further supported by rounding the corresponding control edge of the longitudinal bore 2. The higher pressure usually prevailing in the supply line P holds the sealing body 14, 15 in its position on the stop 13. Under normal operating conditions, the valve is reversed in the reverse order when the lever 16 is released or the corresponding pilot channel is relieved of pressure.

Um auch unter extrem ungünstigen Druckverhältnissen ein sicheres und verschleißarmes Schalten des Ventils zu gewährleisten, ist die schwimmende Lagerung des Dichtkörpers 14. 15 vorgesehen. Wenn beispielsweise ein Schreitzylinder durch äußere Einwirkung gegen den anstehenden Druck eingefahren wird, so nimmt das Arbeirtsfiuid den umgekehrten Weg von A nach P. Sollte in dieser Phase das Ventil zugesteuert werden (siehe Figur 2 untere und dann obere Stellung),In order to ensure safe and low-wear switching of the valve even under extremely unfavorable pressure conditions, the floating bearing of the sealing body 14. 15 is provided. If, for example, a stepping cylinder is retracted against the existing pressure by external influence, the working fluid takes the opposite path from A to P. If the valve is closed in this phase (see Figure 2 lower and then upper position),

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so verengt sich im Bereich der Scheibe 14 sowie des 0-Rings 15 der Querschnitt des Ringkanals, so daß der gesamte Dichtkörper IA. 15 von der Strömung in Richtung auf den Verschlußkörper 12 verschoben wird. Hierdurch entsteht ein ausreichend großer Abströmquerschnitt . so dal:¹· der O-Ring 23 nicht wie bei bekannten Ventilen üblich, aus seinem Sitz gespült wird. Bewegt sich der Kolbenschieber 2 weiter in Schließrichtung, wie es in Figur 2 oben dargestellt ist. so wird der Ringkanal zwischen dem Zapfen 11 und der Längsbohrung 2 mit der Rücklaufleitung T verbunden, indem die Steuerkante 30 des Kolbens 7 den O-Ring 23 überfährt, so daß sich der Druck von A nach T abbauen kann, bevor sich der Querschnitt zwischen A und P durch Einfahren des Dichtkörpers IA, 15 in den Ringkanal weiter verengt. Der dadurch bedingte Strömungswechsel - durch öffnen der Rücklauf leitung T fließt das aus der Versorgung!leitung P kommende Druckmedium wieder in Richtung A und T - verschiebt den Dichtkörper 14. 15 in die Ausgangslage. in der die Scheibe IA am Anschlag 13 anliegt, wobei die Versorgungsleitung P vollständig abgeschlossen und die Arbeitsleitungen A oder B voll mit der Rücklaufleitung T verbunden wird (siehe auch Fig. 3). Das Ventil arbeitet also bei normalen Druckverhältnissen mit positiver überdeckung, wie es in Figur l dargestellt ist, und in Extremfällen, wenn beispielsweise der Druck in der Arbeitsleitung A bzw. B über den Versorgungsdruck steigt, mit negativer überdeckung, wie es anhand der Figuren 2 und 3 dargestellt ist.the cross-section of the annular channel narrows in the area of the disk 14 and the O-ring 15 so that the entire sealing body IA, 15 is pushed by the flow towards the closure body 12. This creates a sufficiently large outflow cross-section so that: ¹ · the O-ring 23 is not flushed out of its seat as is usual with known valves. If the piston slide 2 continues to move in the closing direction, as shown in Figure 2 above, the annular channel between the pin 11 and the longitudinal bore 2 is connected to the return line T by the control edge 30 of the piston 7 moving over the O-ring 23 so that the pressure from A to T can be reduced before the cross-section between A and P narrows further as a result of the sealing body IA, 15 being moved into the annular channel. The resulting change in flow - by opening the return line T, the pressure medium coming from the supply line P flows again in the direction of A and T - moves the sealing body 14, 15 into the starting position in which the disk IA rests against the stop 13, whereby the supply line P is completely closed off and the working lines A or B are fully connected to the return line T (see also Fig. 3). The valve therefore works with positive overlap under normal pressure conditions, as shown in Figure 1, and in extreme cases, for example when the pressure in the working line A or B rises above the supply pressure, with negative overlap, as shown in Figures 2 and 3.

Die Figuren 2 und 3 lassen erkennen, daß der O-Ring 15 in der Schutztasche 31 liegt, wenn der Dichtkörper 14, 15 aufgrund der Druckverhältnisse vom Anschlag weg in Richtung auf den Verschlußkörper 12 verlagert wird. Die Schutztasche 31 ist dann durch die Scheibe 14 verschlossen, wodurch der O-Rmg 15 unverlierbar und ohrv Schaden zu nehmen in seiner Lage fixiert ist. Bewegt sich der Kolbenschieber 3. 3a weiter in Schließrichtung. so verengt sich der Querschnitt zwischen A und P zunehmend, wobei sich gleichzeitig die Verbindung A-T öffnet (Fig. 2 oben), bis bei der Schieber stellung gemäß Fig. 3 oben der volle Querschnitt von A nach T freigegeben ist.Figures 2 and 3 show that the O-ring 15 is in the protective pocket 31 when the sealing body 14, 15 is displaced away from the stop in the direction of the closure body 12 due to the pressure conditions. The protective pocket 31 is then closed by the disk 14, whereby the O-ring 15 is fixed in its position so that it cannot be lost and cannot be damaged. If the piston slide 3. 3a moves further in the closing direction, the cross section between A and P becomes increasingly narrower, with the connection A-T opening at the same time (Fig. 2 above), until the full cross section from A to T is released in the slide position according to Fig. 3 above.

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Da sich nun das Druckgefälle wieder von P nach A umgekehrt hat.Because the pressure gradient has now reversed from P to A.

wird der O-Ring 15 zusammen mit der Scheibe 14 über die vierthe O-ring 15 together with the disc 14 is placed over the four

üuerbohi'ungen 32 im Verschlußkörper 12 aus der Schutztasche 31 in die Normallage gemäß Fig. 3 unten gespült.üerbohrungen 32 in the closure body 12 from the protective pocket 31 into the normal position according to Fig. 3 below.

Sämtliche Nuten lO. 22 sind derart ausgebildet, daß die Mutbreite und Nuttiefe geringer als der Durchmesser der entsprechenden O-Ringe 9. 23 ist. Dadurch wird eine gute Dichtwirkung und lange Lebensdauer der Dichtungen gewährleistet.All grooves lO. 22 are designed in such a way that the groove width and groove depth is smaller than the diameter of the corresponding O-rings 9. 23. This ensures a good sealing effect and a long service life of the seals.

Das beschriebene Kolbenschieberventil hat eine hohe Betriebssicher heit. da es so ausgelegt ist, daß auch bei extremen Belastungen die Dichtungen nicht überlastet oder beschädigt werden. Das hat eine hohe Lebensdauer der Dichtungen zur Folge, wodurch ein wartungsfreies Arbeiten des Ventils über lange Zeit gewährleistet ist .The piston slide valve described has a high level of operational reliability, as it is designed in such a way that the seals are not overloaded or damaged even under extreme loads. This results in a long service life for the seals, which ensures that the valve operates maintenance-free over a long period of time.

Claims (6)

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in*Baien, &iacgr; : ■ ■ III t - 14 SchutzansprücheAndrejewski, Honke & Partner, Patent Attorneys in*Baien, &iacgr; : ■ ■ III t - 14 Protection Claims 1. Kolbenschieberventil für Druckflüssigkeit, insbesondere für Öl-in-Wasser-Emulsionen wie HFA-Flüssigkeiten und dgl., mit einem Ventilgehäuse mit mindestens einer Längsbohrung und einem darin verschiebbar gelagerten Kolbenschieber, mit mindestens drei in Acnsrichtung der Längsbohrung hintereinander angeordneten Ouerbohrungen im Ventilgehäuse, die in je einen ringförmig aufgeweiteten Bereich der Längsbohrung münden und jeweils einen LeitüngsanschiuB für eine Versorgungsleitung, eine Arbeitsie tung und eine Rücklaufleitung bilden, wobei der Kolbenschieber mindestens einen innerhalb der Längsbohrung dichtend geführten Kolben zum Verschließen der Rücklaufleitung aufweist, der über einen Zapfen kleineren Durchmessers mit einem am Ende des Zapfens innerhalb des ringförmig aufgeweiteten Bereichs der Querbohrung für die Versorgungsleitung angeordneten Verschlußkörper verbunden ist, derart, daß im Bereich des Zapfens ein ringförmiger Strömungskanal gebildet ist. der je nach Stellung des Kolbenschiebers die mittlere Querbohrung für die Arbeitsleitung mit der einen oder der anderen benachbarten Querbohrung für die Versorgungsleitung bzw. für die Rücklaufleitung verbindet, wobei dem Verschlußkörper ein auf dem Zapfen sitzender Dichtkörper zugeordnet ist, der zur dichtenden1. Piston slide valve for pressure fluid, in particular for oil-in-water emulsions such as HFA fluids and the like, with a valve housing with at least one longitudinal bore and a piston slide mounted so as to be displaceable therein, with at least three cross bores in the valve housing arranged one behind the other in the direction of the longitudinal bore, each of which opens into an annularly widened area of the longitudinal bore and each forms a line connection for a supply line, a working line and a return line, the piston slide having at least one piston which is guided in a sealing manner within the longitudinal bore for closing the return line and which is connected via a pin of smaller diameter to a closure body arranged at the end of the pin within the annularly widened area of the cross bore for the supply line, such that an annular flow channel is formed in the area of the pin. which, depending on the position of the piston valve, connects the middle cross hole for the working line with one or the other adjacent cross hole for the supply line or for the return line, whereby the closure body is assigned a sealing body sitting on the pin, which serves for sealing Anlage innerhalb der Längsbohrung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Diuhtkorper (14,15) schwimmend auf dem Zapfen (11) gelagert und sein axialer Verschiebeweg einerseits durch den Verschlußkörper (12) und andererseits durch einen auf dem Zapfen (11) sitzenden Anschlag (13) begrenzt ist.System is provided within the longitudinal bore, characterized in that the dilution body (14,15) is mounted floating on the pin (11) and its axial displacement path is limited on the one hand by the closure body (12) and on the other hand by a stop (13) sitting on the pin (11). 2. Kolbenschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (14,15) durch eine starre Scheibe (14) und einen elastischen Dichtring (15) gebildet ist, wobei der Dichtring (15) zwischen der Scheibe (14) und dem Verschlußkörper (12) angeordnet ist.2. Piston slide valve according to claim 1, characterized in that the sealing body (14, 15) is formed by a rigid disk (14) and an elastic sealing ring (15), the sealing ring (15) being arranged between the disk (14) and the closure body (12). Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in£$ä£>n. jAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in£$ä£>n. j 1(11 I1(11 I - 15 - - 15 - 3. Kolbenschieberventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, daß im Verschlußkörper (12) eine stirnseitige Aufnahmetasche (31) für den Dichtring (15) vorgesehen ist.3. Piston slide valve according to claim 2, characterized in that a front-side receiving pocket (31) for the sealing ring (15) is provided in the closure body (12). 4. Kolbenschieberventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Verschlußkörper (12) mindestens eine, in die Aufnahmetasche (31) mündende radiale Querbohrung (32) vorgesehen ist.4. Piston slide valve according to claim 3, characterized in that at least one radial transverse bore (32) opening into the receiving pocket (31) is provided in the closure body (12). 5. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (14, 15) einen sich zum Anschlag (13) hin verjüngenden Außenumfang aufweist.5. Piston slide valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing body (14, 15) has an outer circumference tapering towards the stop (13). 6. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (14) einen sich zum Anschlag (13) hin verjüngenden Außenumfang aufweist.6. Piston slide valve according to one of claims 2 to 5, characterized in that the disc (14) has an outer circumference tapering towards the stop (13).