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Dokumentenidentifikation DE202006016141U1 01.02.2007
Titel Doppelt wirkendes Ventil
Anmelder Bümach Engineering International B.V., Emmen, NL
Vertreter Haußingen, P., Ing. Faching. f. Schutzrechtswesen, Pat.-Anw., 06526 Sangerhausen
DE-Aktenzeichen 202006016141
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 01.02.2007
Registration date 28.12.2006
Application date from patent application 21.10.2006
IPC-Hauptklasse F16K 15/02(2006.01)A, F, I, 20061021, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein doppelt wirkendes Ventil, das von Außen mechanisch betätigt wird.

Zur Steuerung eines Fluidstroms zwischen benachbarten Räumen mit unterschiedlichem Druck sind aus dem Stand der Technik Ventile bekannt, die in einem Ventilraum ein Dichtelement aufweisen, auf das von Außen mittels mechanischer Vorrichtungen eine Kraft eingebracht wird, wodurch Strömungen zwischen einem Einlass und einem Auslass gesteuert werden.

Eingesetzt werden derartige Ventile beispielsweise für den Druckausgleich bei Arbeitszylindern, wobei zwischen einem Arbeitsraum und einem Druckspeicher ein Druckausgleich erfolgt, um auftretende Druckverluste fortwährend auszugleichen.

Ein gattungsgemäßes Ventil wird unter anderem in der Druckschrift 20 2004 011 532 U1 beschrieben, das in einer Ventilkammer einen elastischem Formkörper als Sperrelement aufweist. Mittels von Außen mechanisch zu betätigender Stößel wird eine axiale Kraft auf das in der Ventilkammer angeordnete Sperrelement eingebracht und so die Strömung zwischen dem Ein- und Auslass für den Druckausgleich in einem Arbeitsraum des Arbeitszylinders gesteuert.

Diese Lösung hat im Dauerbetrieb den Nachteil, dass der als Sperr- und Federelement benutzte elastische Formkörper nicht ausreichend formstabil bleibt und nur noch eine ungenügende Abdichtung zwischen Ein- und Auslass des Ventils vorliegt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein doppelt wirkendes Ventil, das von Außen mechanisch betätigt wird, zu entwickeln, das im Dauerbetrieb bei hohen Drücken eine zuverlässige Abdichtung zwischen Ein- und Auslass gewährleistet, wobei dieses aus wenigen Bauteilen günstig herstellbar sein soll.

Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße doppelt wirkende Ventil, besteht im Wesentlichen aus einem Ventilgehäuse mit einer Ventilkammer mit zwei Bohrungen als Kanäle, die als Einlass- bzw. Auslasskanal dienen und jeweils mit einem Druckraum verbunden sind.

An den Stirnflächen der Ventilkammer sind an den inneren Öffnungen der Kanäle Formteile als Dichtkörper diametral angeordnet.

Die Stirnflächen der Formteile liegen mit einer Vorspannung durch ein federndes Element gegen die Öffnung des Kanals in der jeweiligen Stirnfläche der Ventilkammer gedrückt, wodurch eine sichere Dichtung gegen das Durchströmen eines Mediums zwischen den beiden Druckkammern gewährleistet ist.

In mindestens einem Kanal ist ein Stößel angeordnet, der mit dem Einbringen einer äußeren axialen Kraft den zugeordneten Dichtkörper von der Stirnfläche der Ventilkammer abhebt. Erst mit dem Einbringen der äußeren axialen Kraft auf den Stößel und nach erfolgtem Abheben beider Dichtkörper von der Stirnfläche der Ventilkammer, wobei der zweite Dichtkörper mittels des über den Kanal einwirkenden höheren Drucks eines Mediums im Druckraum abgehoben wird, ist ein Durchströmen der Ventilkammer gegeben und der Druckausgleich zwischen den über das doppelt wirkende Ventil verbundenen Druckräumen erfolgt.

Sowohl der Stößel als auch die Dichtkörper sind in üblicher Weise, wie mittels Querschnittsänderungen oder Nuten so ausgebildet, dass ein Strömen des Mediums durch die Ventile und die Ventilkammer gewährleistet ist.

Die Dichtelemente können aus einem Elastomer oder jedem anderen geeigneten Material bestehen.

Das doppelt wirkende Ventil kann auch mit Stößeln in jedem Kanal ausgeführt sein und als eine Kombination aus zwei gegeneinander wirkenden Rückschlagventilen, mit von Außen betätigbarer Zwangsöffnung, betrachtet werden.

Die Ventilkammer kann als integraler Bestandteil eines Arbeitszylinder oder auch als separates Bauteil ausgebildet sein Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere in der sicheren Trennung von Druckräumen, zum Beispiel dem Arbeitsraum eines Arbeitszylinders und dem Druckraum eines Druckspeichers, die durch eine mechanisch angesteuerte Öffnung eines Kanals durch Abheben des Dichtkörpers von der Stirnfläche in der Ventilkammer den Druckausgleich zwischen den Druckräumen ermöglicht.

Die Bauteile des doppelt wirkenden Ventils erfordern keinen aufwendigen Herstellungsprozess.

Selbst unter extremen physischen, physikalischen und chemischen Einsatzbedingungen ist die Funktionssicherheit und Wartungsfreiheit gegeben.

Das Einsatzgebiet ist nicht auf den Einsatz als beidseitig mechanisch angesteuertes Druckausgleichsventil begrenzt. Basierend auf dem dargelegten Prinzip lassen sich Ventile realisieren, die nur einseitig mechanisch mittels eines Stößels angesteuert werden, wodurch ein gezieltes Verringern von Drükken, eines in einem Raum eingeschlossenen Mediums bis zu einem, durch die Vorspannung des federnden Elements bestimmten Wert, gegeben ist.

Ein Beispiel hierfür ist ein druckabhängiges, mechanisch zu öffnendes Dosierventil.

Mit dem Einbringen eines dritten Kanals in den Ventilraum lassen sich Auslauf- und Mischventile als auch Dreiwegeventile realisieren.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von

1 als axialer Schnitt des doppelt wirkenden Ventils näher erläutert.

Ein doppelt wirkendes Ventil 1 besteht nach 1 im Wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 2 mit einer Ventilkammer 3. Die Ventilkammer 3 weist einen ersten Kanal 4 und einen zweiten Kanal 5 auf, mittels derer Verbindungen zu hier nicht dargestellten Druckräumen hergestellt werden. In den Kanälen 4; 5 sind Stößel 6 angeordnet, deren innere Stirnfläche 7 jeweils mit der Stirnfläche eines Dichtkörpers 8 in Wirkverbindung steht. Der Dichtkörper 8 ist vorzugsweise in der Art von zwei miteinander verbundener zylindrischer Körper ausgebildet und kann aus jedem beliebigen Material bestehen, welches dem herrschenden Betriebsdruck standhält und gegenüber chemischen Angriffen des jeweiligen Druckmediums resistent ist, wobei ein erster zylindrischer Körper 9 einen Durchmesser nahe dem des Innendurchmessers der Ventilkammer 3 aufweist, und der Durchmesser eines zweiten zylindrischen Körpers 10 so gewählt ist, dass er eine Druckfeder 11 am Innendurchmesser führend aufnimmt, deren Außendurchmesser wiederum nahe dem Innendurchmesser der Ventilkammer 3 ist. Die Druckfeder 11 sichert das dichte Anliegen der Stirnfläche der Dichtkörper 8 an den inneren Stirnflächen 7 der Ventilkammer 3 unter Vorspannung. Die axiale Abmessung der Dichtkörper 8 ist so gewählt, dass beim Anliegen der Stirnfläche der Dichtkörper 8 an der inneren Stirnfläche 7 der Ventilkammer 3 ein so großer axialer Freiraum 12 zwischen den Dichtkörpern 8 verbleibt, der das sichere Öffnen der Kanäle 4; 5 mittels axialer Verschiebung der Stößel 6 ohne gegenseitige Berührung der Dichtkörper 8 gewährleistet.

Die Kanäle 4; 5, Stößel 6 und der erste zylindrische Körper 9 des Dichtkörpers 8 weisen übliche Mittel für eine gute Strömung eines Mediums durch das doppelt wirkende Ventil 1 auf.

Der Druckausgleich zwischen einem Druckraum mit höherem Druck, der über den ersten Kanal 4 und einem Druckraum mit niedrigerem Druck, der über den zweiten Kanal 5 verbunden ist, erfolgt indem der zweite Kanal 5 mittels axialer Kraftbeaufschlagung auf den zugeordneten Stößel 6 und dem axialen Verschieben des diesem zugeordneten Dichtkörpers 8 geöffnet wird und das in der Ventilkammer 3 mit höherem Druck anstehende Medium durch den zweiten Kanal 5 strömt.

Das Anstehen des höheren Drucks eines Mediums in der Ventilkammer 3 ist gegeben, da die Vorspannung der Druckfeder 11 so gewählt ist, dass keine hohen Drücken widerstehende Abdichtung des Kanals 4 in Richtung der Ventilkammer 3 erfolgt. Hierfür besteht auch kein Erfordernis, da der gegenüberliegende Kanal 5 mit dem diametral angeordneten Dichtkörper 8 für den Druckausgleich nur von der Seite des Kanals 5 mittels axialem äußerem Krafteintrag auf den Stößel 6 geöffnet wird, auf der ein geringerer Druck herrscht.

Für einen schnellen Druckaustausch zwischen Druckräumen an den Kanälen 4; 5 können beide Stößel 6 betätigt werden und so der vorhandene Strömungsquerschnitt durch die Ventilkammer 3 freigegeben werden.

1
doppelt wirkendes Ventil
2
Ventilgehäuse
3
Ventilkammer
4
erster Kanal
5
zweiter Kanal
6
Stößel
7
Stirnflächen
8
Dichtkörper
9
erster zylindrischer Körper
10
zweiter zylindrischer Körper
11
Druckfeder
12
axialer Freiraum


Anspruch[de]
Doppelt wirkendes Ventil, im Wesentlichen bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einer Ventilkammer mit zwei Bohrungen als Kanäle, mindestens einem von Außen mechanisch betätigbaren Stößel zum Einbringen einer axialen Kraft auf in der Ventilkammer angeordnete Dichtkörper, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilkammer (3) an den inneren Öffnungen der Kanäle (4; 5) Formteile als Dichtkörper (8) diametral angeordnet sind, wobei die Dichtkörper (8) in der Art von zwei miteinander verbundener zylindrischer Körper mit unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet sind. Doppelt wirkendes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkörper (8) mittels einer Druckfeder (11) an den inneren Stirnflächen (7) der Ventilkammer unter Vorspannung anliegen. Doppelt wirkendes Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster zylindrischer Körper (9) des Dichtkörpers (8) einen Durchmesser nahe dem des Innendurchmessers der Ventilkammer (3) aufweist und der Durchmesser eines, mit dem ersten zylindrischen Körper (9) verbundenen, zweiten zylindrischen Körpers (10) dem Innendurchmesser der Druckfeder (11) entspricht. Doppelt wirkendes Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (11) am Durchmesser des zweiten zylindrischen Körpers (10) führend aufgenommen ist.






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