DE8817172U1

DE8817172U1 - Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Ausbausysteme

Info

Publication number: DE8817172U1
Application number: DE8817172U
Authority: DE
Original assignee: Westfalia Becorit Industrietechnik GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 1998-02-18

Description

PATENTANWÄLTE
DlPL.-ING. BUSCHHOFF

Dipl.-ing. hennicke
Dipl.-Ing. VOLLBACH

KAISER-WIIHEIM-RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-Nr. Akten

J3w 8801

KÖLN, den 2.2.1988

bitt.on_e.b.n 13.07.93

Ann.: Westfalia Becorit Industrietechnik GrrtoH Industriestraße 1, 44534 Lünen

Titel: Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil/ insbesondere für hydraulische Ausbausysteme

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Auebausysteme, mit einem von einer Ventilfeder in Schließrichtung belasteten Schließglied und mit einem hydraulischen Steuerkolben, durch dessen Druckbeaufschlagung das Schließglied gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder vom Ventilsitz abhebbar ist, wobei der Steuerkolben und das Schließglied über einen Ventilschaft od.dgl. gekoppelt sind und das Schließglied in einer an einen Verbraucheranschluß angeschlossenenVentilkammer des Ventils angeordnet ist.

Hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile werden in großem Umfang z.B. bei hydraulischen Ausbausystemen verwendet und sind in zahlreichen Ausführungen, zumeist in Gestalt von Ventilpatronen, gebräuchlich. Die bekannten hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile weisen an ihrem Steuerkolben einen Ventilschaft od.dgl. auf, mit dem das Schließglied gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder vom Ventilsitz abhebbar ist, um die Verbindung zwischen der druckführenden Verbraucherleitung und einer Pumpendruck- oder -rücklaufleitung herzustellen. Im Schließzustand des Rückschlagventils wirkt der in der Ventilkammer anstehende Druck in Schließrichtung auf das Schließglied, so daß dieses einerseits von diesem Druck, andererseits aber auch von der Ventilfeder in Schließrichtung belastet wird. Infolgedessen müssen bei der

hydraulischen Ansteuerung des Ventils über den Steuerkolben hohe Steuerkräfte aufgebracht werden. Der Schaltdruck des Rückschlagventils ist dabei zugleich abhängig von dem Druck am Verbraucheranschluß, der erheblichen Schwankungen unterliegen kann. Dies kann zu Fehlschaltungen und Funktionsstörungen des Systems führen.

Aufgabe der Erfindung ist es vornehmlich, ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil der eingangs genannten Art, das vorzugsweise nach Art einer Ventilpatrone ausgebildet ist, in seiner Funktionssicherheit unter Hochdruckbedingungen und unter Umständen erheblich schwankenden hydraulischen Drücken zu verbessern.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Ventilschaft ein mit Kolbendichtung in der Ventilbohrung geführter Druckausgleichskolben verbunden ist, und daß die vom Druck an der Verbraucheranschlußseite belasteten Kolbenflächen des Schließgliedes und des Druckausgleichskolbens derart bemessen sind, daß sich die Kräfte im Schließzustand des Ventils gegenseitig im wesentlichen aufheben. Das bedeutet, daß die über den hydraulischen Steuerkolben aufzubringende Schaltkraft stets unabhängig ist von dem am Verbraucheranschluß anstehenden Druck, der ureter Umständen innerhalb weiter Grenzen variieren kann, sondern allein abhängig ist von der Federkraft der Ventilfeder. Damit wird auf einfache Weise die Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen entsperrbaren Rückschlagventils verbessert.

Bei dem erfindungsgemäßen entsperrbaren Rückschlagventil besteht das Schließglied vorzugsweise aus einer auf dem gestuften Ventilschaft zwischen dem Steuerkolben und dem Druckausgleichskolben angeordneten, gegen die Kraft einer Hilfsfeder axial geführten Ventilhülse. Die Ventilhülse kann sich unabhängig von der Ansteuerung des Steuerkolbens durch ReIativbewegung zu diesem und dem Ventilschaft von ihrem Sitz

abheben, wenn der Druck an der Druckmittelanschlußseite größer ist als der Druck auf der Verbraucherseite des Ventils. Bei der hydraulischen Ansteuerung des Ventils wird dagegen das Schließglied unabhängig von der Druckdifferenz an den beiden Anschlußseiten des Ventils aufgesteuert, wenn die am hydraulischen Steuerkolben aufgebrachte Kraft die Federschließkraft übersteigt. Die bei der hydraulischen Ansteuerung bewirkte Hubbewegung des Ventilschaftes kann über einen einfachen Anschlag das Schließglied von seinem Sitz abheben.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventils im Axialschnitt gezeigt.

Das dargestellte hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil ißt nach Art einer Ventilpatrone ausgebildet. Es weist ein zylindrisches Ventilgehäuse 1 auf, das sich mit einem Außengewinde 2 in eine Gewindebohrung eines Bauteils, z.B. eines Ventilblocks od.dgl., einschrauben läßt. In der mehrfach gestuften Innenbohrung des Ventilgehäuses 1 befindet sich ein entsprechend mehrfach gestufter Ventilschaft 3, der an seinem einseitig aus dem Ventilgehäuse 1 herausragenden Ende einen hydraulischen Steuerkolben 4 mit Kolbendichtung 5 trägt. Der Steuerkolben 4 weist eine Gewindebohrung 6 auf, in die der Ventilschaft 3 mit seinem endseitigen Gewindeabschnitt eingeschraubt ist. Zur Sicherung der Schraubverbindung dient ein Sicherungsstift 7 od.dgl.

Der Ventilschaft 3 taucht mit seinem anderen, im Durchmesser stärkeren Schaftende 8 in eine Federkammer 9 des Ventilgehäuses 1, die eine Ventilfeder 10 aufnimmt. Letztere stützt sich mit ihrem einen Ende an einem Bund 11 des Ventilschaftes 3 und mit ihrem anderen Ende an einem in ein Innengewinde 12 des Ventilgehäuses von außen eingeschraubten Widerlagerring

13 ab, der einen in die Schraubenfeder einfassenden Anschlag

14 für den Ventilschaft 3 bildet.

Der Ventilschaft 3 weist außerdem einen Druckausgleichskolben 15 auf, der mit einer Kolbendichtung 16 in der Innenbohrung des Ventilgehäuses 1 abgedichtet ist und dessen Durchmesser demjenigen des Endabschnittes 8 des Ventilschaftes 3 entspricht. Zwischen dem Druckausgleichskolben 15 und dem Steuerkolben 4 ist auf dem im Durchmesser abgesetzten Abschnitt 17 des Ventilschaftes 3 ein Schließglied in Gestalt einer Ventilhülse 18 axial geführt. Ein O-Ring 19, der in einer Ringnut des Schaftabschnittes 17 sitzt, dichtet den Ventilschaft gegenüber der Innenbohrung der Ventilhülse 18 ab. Letztere befindet sich in einer im Durchmesser erweiterten Ausdrehung der Gehäusebohrung, die hier eine Ventilkammer 20 bildet. In der Ventilkammer 20 ist eine schwache Hilfsfeder 21 angeordnet, die sich gegen eine Schulterfläche 22 des Ventilgehäuses abstützt und die Ventilhülse 18 mit ihrer Kegelfläche 23 gegen die kegelige Ventilsitzfläche 24 eines Ventilsitzgliedes 25 drückt. Die Hilfsfeder 21 wirkt also ebenso wie die stärkere Ventilfeder 10 in Schließrichtung des Rückschlagventils.

Die gezeigte Ventilpatrone wird, wie erwähnt, in eine Gewindebohrung eines Bauteils eingeschraubt, das mit einer zu einem Verbraucher, z.B. zu dem Zylinderraum eines hydraulischen Arbeitszylinders führenden Verbraucherleitung versehen ist, die an die Verbraucheranschlüsse 26 des Ventilgehäuses 1 angeschlossen sind, so daß in der Ventilkammer 20 der Druck an der Verbraucherseite ansteht. Das Rückschlagventil steht innerhalb der Bohrung außerdem mit einer zweiten Leitung in Verbindung, die alternativ mit einer Pumpendruckleitung oder mit einer Rücklaufleitung verbunden sein kann. Der Anschluß mit dieser zweiten Leitung befindet sich bei 27 auf der anderen Seite der Ventilhülse 18.

Der im Betrieb in der Druckkammer 20 anstehende hydraulische Druck des angeschlossenen Verbrauchers wirkt einerseits auf die ringförmige Kolbenfläche des Druckausgleichskolbens 15 und andererseits in Gegenrichtung auf die ringförmigen KoI-

benflächen der gestuften Ventilhülse 18. Dabei sind die Kolbenflächen in ihrer Größe so bemessen, daß sich an der Ventilhülse 18 praktisch ein vollständiger Druckausgleich einstellt. Das besagt, daß der hydraulische Schaltdruck P_ST unabhängig ist von dem am Verbraucheranschluß 26 anstehenden Auflastungsdruck und nur abhängig ist von der Federkraft der Ventilfeder 10. Falls der auf den Steuerkolben 4 wirkende Steuerdruck P₀ die Schließkraft der Ventilfeder 10 übersteigt, bewegt sich der Steuerkolben 4 mit dem Ventilschaft 3 gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 10, wobei das Schließglied 18 durch Anschlag 28 mitgenommen, also von seinem Ventilsitz 24 abgehoben wird. Bei nachlassendem Steuerdruck P_c wird das Rück-

O X

schlagventil durch die Ventilfeder 19 wieder in die gezeigte Schließlage gebracht. Falls der Druck an der Anschlußseite größer ist als an der Verbraucherseite 26, kann sich die Ventilhülse 18 gegen die Kraft ihrer schwachen Hilfsfeder 21 vom Sitz 24 abheben und die Verbindung vom Anschluß 27 zum Anschluß 26 öffnen. Wenn dann der Druck auf der Verbraucherseite 26 auf ein bestimmtes Niveau ansteigt, schließt das Rückschlagventil wieder. Es kann dann, wie vorstehend beschrieben, über den hydraulischen Steuerkolben 4 bedarfsweise wieder aufgesteuert werden, um z.B. die Verbindung des Verbraucheranschluß 26 mit dem nun an einen Rücklauf angeschlossenen Anschluß 27 herzustellen. Der vorgenannte Anschlag 28 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch das Ende des als Gewindehülse ausgebildeten Steuerkolbens 4 gebildet.

Claims

Ansprüche :

1. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Ausbausysteme, mit einem von einer Ventilfeder in Schließrichtung belasteten Schließglied und mit einem hydraulischen Steuerkolben, durch dessen Druckbeaufschlagung das Schließglied gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder vom Ventilsitz abhebbar ist, wobei der Steuerkolben und das Schließglied über einen Ventilschaft od.dgl. gekoppelt sind und das Schließglied in einer an den Verbrauaheranschluß angeschlossenen Ventilkammer des Ventils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ventilschaft (3) ein mit Kolbendichtung (16) in der Ventilbohrung geführter Druckausgleichskolben (15) verbunden ist, und daß die vom Druck in der Ventilkammer (20) belasteten Kolbenflächen des Schließgliedes (18) und des Druckausgleichskolbens (15) derart bemessen sind, daß sich die Kräfte im Schiießzustand des Ventils gegenseitig im wesentlichen aufheben.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (18) aus einer auf dem gestuften Ventilschaft (3) zwischen Steuerkolben (4) und Druckausgleichskolben (15) angeordneten, gegen die Kraft einer Hilfsfeder (21) axial geführten Ventilhülse besteht.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilschaft (3) ein mit dem Schließglied (18) zusammenwirkender Anschlag (28) angeordnet ist.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von dem Steuerkolben (4) bzw. einer mit dem Steuerkolben (4) versehenen Gewindehülse gebildet ist.

5. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) mit dem Ende des Ventilschaftes (3) lösbar verbunden ist.