DE4438065A1 - Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein 2/2-Wege-Sitzventil nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1. Ein derartiges Ventil ist durch die DE 30 42 015 C2 bekannt. Bei diesem bekannten Ventil ist das Vor­ steuerventil als Einbauventil in dem Abschlußdeckel des Haupt­ ventils angeordnet. Der Druckausgleich des Vorsteuerventils erfolgt dadurch, daß der Sitzkörper des Vorsteuerventils eine kolbenförmige Verlängerung aufweist, deren Querschnitt in etwa der Querschnittsfläche der Sitzfläche des Vorsteuerventils entspricht und der Sitzkörper gemeinsam mit der kolbenförmigen Verlängerung einen separaten Abflußraum begrenzen. Die dem Ab­ flußraum abgekehrten Flächen von Sitzkörper und kolbenförmiger Verlängerung werden im geschlossenen Zustand des magnetbetätig­ ten Vorsteuerventils vom Pumpendruck beaufschlagt. Dadurch be­ steht die Gefahr, daß über das Führungsspiel der kolbenförmigen Verlängerung des Sitzkörpers des Vorsteuerventils Arbeitsflüs­ sigkeit zum Abflußraum bzw. zum Tank entweichen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vorgesteuertes 2/2- Wege-Sitzventil zu schaffen, das eine kompakte Bauweise aufweist und darüberhinaus die Möglichkeit eröffnet völlig leckölfrei zu arbeiten. Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur beschrieben.

In der Figur ist mit 1 das Ventilgehäuse bezeichnet, das eine Durchgangsbohrung 2 mit Bohrungsabschnitten verschiedene Durch­ messer aufweist. Im Bohrungsabschnitt 2a ist der Sitzkörper 3 des Hauptventils geführt. Ein Bohrungsabschnitt 2b weist die Sitzfläche 4 für den Sitzkörper 3 des Hauptventils auf und mündet in den Abflußraum 5, der vom Stufenbohrungsabschnitt 2c gebildet wird. Dieser Stufenbohrungsabschnitt 2c dient gleich­ zeitig zur Aufnahme der Gehäusehülse 6, die mittels Dichtungen 7 den Abflußraum 5 flüssigkeitsdicht nach außen abdichtet. Der Sitzkörper 3 des Hauptventils weist eine zylindrische Ausnehmung 8 auf, in der der Sitzkörper 9 des Vorsteuerventils unterge­ bracht ist. Der Sitzkörper 9 verschließt oder öffnet die am Boden des Sitzkörpers 3 vorgesehene Austrittsöffnung 10 für den von der Ausnehmung 8 sowie dem Bohrungsabschnitt 2aa begrenzten Steuerraum 11 des Hauptventils. Der Sitzkörper 9 des Vorsteuer­ ventils weist eine kolbenförmige Verlängerung 12 auf, die in einem Führungskörper 13 geführt ist. Der Führungskörper 13 ist in einer Ausnehmung 14 des Abschlußdeckels 15 angeordnet und begrenzt gleichzeitig den Steuerraum 11 des Hauptventils nach außen. Die neben dem Bohrungsabschnitt 2a liegende ringförmige Kammer 17 steht mit dem Pumpenanschluß P in Verbindung und wird durch den Sitzkörper 3 vom Abflußraum 5 im geschlossenen Zustand getrennt oder im geöffneten Zustand mit diesem verbunden. Der mit dem Pumpenanschluß P in Verbindung stehende Ringkanal 17 steht über eine axial gerichtete Gehäusebohrung 18 mit einem vom Gehäusedeckel 15 und Führungskörper 13 begrenzten Raum 20 in Verbindung, der seinerseits über eine Drosselbohrung 21 mit dem Steuerraum 11 des Hauptventils in Verbindung steht. Damit wird der Steuerraum 11 im geschlossenen Zustand des Sitzkörpers 9 des Vorsteuerventils vom Pumpendruck beaufschlagt, so daß letzterer den Sitzkörper 3 auf seine Sitzfläche 4 drückt, und damit der Sitzkörper 3 seine geschlossene Position einnimmt. Der freie Querschnitt der von dem Sitzkörper 9 zu verschließende Aus­ trittsöffnung 10 sowie der Querschnitt der kolbenförmigen Ver­ längerung 12 des Sitzkörpers 9 ist gleich groß, so daß der im Steuerraum wirkende Pumpendruck keine resultierende Kraft auf den Sitzkörper 9 ausüben kann. Der Sitzkörper 9 wird durch eine Feder 22 in Schließrichtung beaufschlagt, die sich mit ihrem einen Ende am Führungskörper 13 und mit ihrem anderen Ende an einem hülsenförmigen Federteller 23 abstützt, der auf den kugelförmigen Sitzkörper 9 kraft schlüssig aufsitzt und in der zylindrischen Aufnehmung 8 des Sitzkörpers 3 des Hauptventils geführt ist. Durch Radialbohrungen 25 ist sichergestellt, daß der von der zylindrischen Ausnehmung 8 gebildete Teilbereich des Steuerraumes 11 auf beiden Seiten des hülsenförmigen Federtel­ lers ausreichende Verbindung hat, damit im geöffneten Zustand des Sitzkörpers 9 die Steuerflüssigkeit in die Austrittsöffnung 10 entweichen kann. Damit aus dem Steuerraum 11 keine Steuer­ flüssigkeit über den Führungsspalt zwischen kolbenförmiger Ver­ längerung 12 und Führungskörper 13 austritt, ist im letzteren ein Dichtungsring 41 vorgesehen.

Auf der im Abschlußdeckel 15 gegenüberliegenden Seite des Gehäu­ ses 1 ist ein Schaltmagnet 26 in dem mit Gewinde versehenen Boh­ rungsabschnitt 2d des Gehäuses 1 eingeschraubt. Die Ankerstange 27 des Schaltmagneten 26 steht in kraftschlüssiger Verbindung mit einer in der Führungsbohrung 28 der Gehäusehülse 6 geführten kolbenförmigen Verlängerung 29 des Bolzens 30, der mit dem Sitz­ körpern 9 des Vorsteuerventils bei Betätigung des Schaltmagneten 26 den Sitzkörper 9 des Vorsteuerventils gegen die Kraft der Feder 22 in Offenstellung verschiebt und damit den Steuerraum 11 des Hauptventils mit dem Abflußraum 5 verbindet. Durch die damit verbundene Druckentlastung des Steuerraumes 11 kann der Sitzkör­ per 3 mit geringer Kraft in seine Offenstellung verschoben wer­ den. Dies erfolgt hydraulisch, indem die Führungsbohrung 2a geringfügig größer ist als der freie Durchmesser der Sitzfläche 4, so daß durch die dadurch entstehende Ringfläche vom Pumpen­ druck in Öffnungsrichtung des Sitzkörpers 3 beaufschlagt sind, zusätzlich wird der Sitzkörper 3 von dem Schaltmagneten 26 in Öffnungsrichtung verschoben, indem sich der Bolzenabschnitt 31 mit seiner stirnseitigen Ringfläche 32 an die Anschlagfläche 33 des Sitzkörpers 3 kraftschlüssig anlegt, nachdem vorher durch den Bolzen 30 der Sitzkörper 9 des Vorsteuerventils geöffnet und der Steuerraum 11 druckentlastet worden ist. Zum Öffnen des Sitzkörpers 9 des Vorsteuerventils ist lediglich die Schließ­ kraft der Feder 22 sowie die geringen Reibungskräfte der kolben­ förmigen Verlängerung 12 in der Führungsbüchse 13 zu überwinden und das zusätzliche Öffnen des Sitzkörpers 3 erfordert lediglich die Überwindung der geringen Reibungskraft beim Verschieben des Sitzkörpers 3 im Bohrungsabschnitt 2a. Der Betätigungsmagnet 26 braucht also nur eine geringe Schaltkraft aufzuweisen. Um sicherzustellen, daß auch bei kleiner Schließkraft der Feder 22 sich der Sitzkörper 9 des Vorsteuerventils sicher aus seiner geöffneten Schaltstellung in seine geschlossene Schaltstellung verschiebt, wird die nach außen geführte Stirnseite 12a der kolbenförmigen Verlängerung des Sitzkörpers 9 mit dem Pumpen­ druck beaufschlagt. Um dies in einfacher Weise zu erreichen, wird der von der Stirnseite 12a begrenzte Raum 35 im Gehäuse­ deckel 15 über Bohrungsabschnitte 36, 37 mit dem Ringraum 20 verbunden, der über den Kanal 18 mit der vom Pumpendruck beauf­ schlagten Ringkammer 17 in Verbindung steht. Die Druckbeauf­ schlagung der Stirnseite 12a der kolbenförmigen Verlängerung des Sitzkörpers 9 erfordert auch eine Druckbeaufschlagung des magnetseitigen Endes der kolbenförmigen Verlängerung 29 des Bolzen 30. Dies erfolgt durch einen Verbindungskanal 36 zwischen dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Ringraum 17 mit dem Magnetraum 37. Da die kolbenförmigen Verlängerungen 12 und 29 eine kraftschlüssige Verschiebeeinheit bilden, müssen beide annähernd gleiche druckbeaufschlagte Flächen aufweisen, um zueinander druckausgeglichen zu sein. Damit eine in Schließrich­ tung des Sitzkörpers des Vorsteuerventils wirkende resultierende hydraulische Kraft auftritt, muß die druckbeaufschlagte Fläche der mit dem Schaltmagneten zusammenwirkende kolbenförmigen Ver­ längerung 29 etwas kleiner sein als die druckbeaufschlagte Fläche der kolbenförmigen Verlängerung 12 des Schließkörpers 9. Damit in diesem Fall in der Schließstellung vom Vorsteuer- und Hauptventil keine Leckflüssigkeit über den Führungsspalt zwi­ schen kolbenförmiger Verlängerung 29 und Führungsbohrung 28 der Gehäusehülse 6 vom Magnetraum 37 in den Abflußraum 5 abströmt, ist im Führungsbereich eine Dichtung 40 vorgesehen. Der Dicht­ ring 41 zwischen kolbenförmiger Verlängerung 12 des Sitzkörpers 9 und dem Führungskörper 13 gewährleistet in diesem Falle, daß die in den Steuerraum 11 zugeführte Menge der Steuerflüssigkeit ausschließlich vom freien Querschnitt der Drosselbohrung 21 bestimmt wird.

Claims (9)

1. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil, wobei der Steuerraum des Hauptventils von einem druckausgeglichenen von Federkraft in Schließrichtung beaufschlagbaren als Sitzventil ausgebildeten Vorsteuerventil druckentlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Abflußsteuerraum (5) des Hauptventils zugekehrte Baden­ fläche des Sitzkörpers (3) des Hauptventils gleichzeitig eine die Sitzfläche für den Sitzkörper (9) des Vorsteuerventils bil­ dende Austrittsöffnung (10) für den Steuerraum (11) des Haupt­ ventils aufweist.

2. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sitzkörper (9) des Vorsteuerven­ tils auf seiner der Sitzfläche (10) abgewandten Seite eine kol­ benförmige Verlängerung (12) aufweist, die aus dem Steuerraum (11) des Hauptventils nach außen geführt ist und deren Quer­ schnittsfläche in etwa der Querschnittsfläche der vom Sitzkörper des Vorsteuerventils gesteuerten Austrittsöffnung (10) des Steuerraumes des Hauptventils entspricht.

3. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkörper (9) des Vor­ steuerventils auf seiner den Abflußsteuerraum (5) des Hauptven­ tils zugekehrten Seite mit einem kraftbetätigbaren Bolzen (30) mit einer aus dem Abflußsteuerraum nach außen geführten, von einer Kraft beaufschlagten kolbenförmigen Verlängerung (29) in kraftschlüssiger Verbindung bringbar ist.

4. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftbeaufschlagte Quer­ schnittsfläche der kolbenförmigen Verlängerung (29) geringfügig kleiner ist als die aus dem Steuerraum (11) des Hauptventils nach außen geführte kolbenförmige Verlängerung (12) des Sitz­ körpers des Vorsteuerventils und beide Querschnittsflächen der außen liegenden kolbenförmigen Verlängerung vom gleichen Druck beaufschlagbar sind.

5. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der außen liegenden kolbenförmigen Verlängerungen (12, 29) vom Pumpendruck beaufschlagbar sind.

6. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenförmige Verlänge­ rung (12) des Sitzkörpers (9) des Vorsteuerventils in einem Führungskörper (13) geführt ist, der gleichzeitig den Steuerraum des Hauptventils abschließt und in einer Ausnehmung (14) des Ab­ schlußdeckels (15) mit einem mit dem Pumpenanschluß P in Ver­ bindung stehende Kammer (35) angeordnet ist und die kraftbeauf­ schlagte kolbenförmige Verlängerung (29) des mit dem Sitzkörper in kraftschlüssiger Verbindung bringbaren Bolzens (30) in eine Gehäusehülse (6) geführt ist und der von der Gehäusehülse kraft­ seitig begrenzte Raum (37) vom Pumpendruck beaufschlagt ist und beide kolbenförmigen Verlängerungen auf einer gemeinsamen Achse liegen.

7. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz­ körper (3) des Hauptventils eine Ausnehmung (8) zur Aufnahme des Sitzkörpers (9) des Vorsteuerventils und der den Sitzkörper auf seine Sitzfläche drückenden Feder (22) aufweist.

8. Vorgesteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der mit einer sphärischen Sitzfläche (10) zusammenwirkende Sitzkörper (9) des Vorsteuerventils kugel­ förmig ausgebildet ist und über einen in der Ausnehmung (8) des Sitzkörpers des Hauptventils geführten hülsenförmig ausgebilde­ ten Federteller (23) mit der Feder (22) in Kraftschluß steht.

9. Vorsteuertes 2/2-Wege-Sitzventil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenför­ mige Verlängerung (29) des Bolzens (30) von einem Schaltmagneten (26) kraftbeaufschlagt ist.