DE2705914C2 - Umsteuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umsteuerventü, insbesondere für hydraulische Betätigungsvorrichtungen elektrischer Hochspannungsschalter, mit einer den umzusteuernden Druckmittelpfad öffnenden und schließenden Steuerkugel, die einerseits einer in Schließrichtung wirkenden Kraft einer Druckfeder ausgesetzt und andererseits von einem verschiebbaren druckbeaufschlagbaren Stößel in Öffnungsrichtung belastbar ist und mit einer Schnappvorrichtung zur Sicherung der Steuerkugel in ihrer den Druckmittelpfad öffnenden Stellung, wobei die Schnappvorrichtung Führungswälzkörper und dazwischen liegende Einrastwälzkörper enthält.

Aus der DE-OS 24 13 409 ist ein Umsteuerventil

dieser Art bekannt, bei dem eine Steuerkugel den umzusteuernden Druckmittefpfad steuert Dabei ist die Lage der die Umsteuerung bewirkenden Ventilteile einerseits durch eine außerhalb des Umsteuerrungsventils angeordnete, als Klinke wirkende Schnappvorrichtung bestimmt Die Klinkenwirkung der Schanppvorrichtung wird hier über Betätigungselemente verändert die sich ebenfalls außerhalb des Umsteuerventils befinden. Zwischen der Schnappvorrichtung und der Steuerkugel im Umsteuerventil befindet sich ein Gestänge, das diese TeUe mechanisch miteinander verbindet

Ferner ist aus der DE-OS 20 47 838 ein Umsteuerventil für die hydraulische Betätigungsvorrichtung eines elektrischen Leistungsschalters bekannt bei dem -ibenfalls eine Kugel als Steuerkugel für die Umsteuerung vorhanden ist Die Kugel wird über einen Betätigungsstößel von einem federbelasteten zusätzlichen Kolbensystem bewegt das seinerseits hydraulisch betätigt wird und dadurch die öffnungs- und Schließstellung der Kugel festlegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umsteuerventil der eingangs genannten Art baulich vereinfacht und hinsichtlich der Anordnung der Bauelemente des Ventils übersichtlich zu gestalten.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die Schnappvorrichtung zwischen Steuerkugel und sie belastender Druckfeder angeordnet ist, daß die Steuerkugel einen Führungswälzkörper der Schnappvorrichtung bildet und daß der druckbeaufschlagbare Stößel der in Öffnungsrichtung der Steuerkugel wirkenden Kraft einer weiteren Druckfeder ausgesetzt ist, deren Kraft in der gesicherten Öffnungsstellung der Steuerkugel die Kraft der erstgenannten Druckfeder übertrifft.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Steuerkugel an der Einlaßseite anzuordnen und den Stößel und den damit verbundenen Ventilkörper auf der Auslaßseite vorzusehen. Da der Stößel sich von der Steuerkugel lösen kann, ist es möglich, vergleichsweise große Auslaßquerschnitte zu erzielen, die die Abströmung des Druckmittels aus dem wahlweise umsteuerbaren Kanal des Umsteuerventils begünstigen. Die Erfindung ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise kurze Hübe des Betätigungsorgans und damit kurze Umschaltzeiten. Sie macht von einfachen Normteilen Gebrauch, die billig, im wesentlichen verschleißfest und schnell austauschbar sind und daher eine einfache Fertigung des Umsteuerventils ermöglichen.

In Ausgestaltung der Erfingung ist ein der Steuerkugel, dem Führungswälzkörper und den Einrastwälzkörpern gemeinsames ortsfestes Führungsteil vorhanden, des eine nach außen gerichtete, zum Eingriff mit den in einer Ebene zwischen dem Führungswälzkörper und der Steuerkugel liegenden Einrastkörpern bestimmte Ausnehmung aufweist Die Ausnehmung kann vorteilhaft als eine umlaufende Nut ausgebildet sein und zur Bewegungsrichtung geneigt verlaufende Aniageflächen aufweisen. Der Neigungswinkel der Anlageflächen kann in bezug auf die Bewegungsrichtung etwa 45° betragen. Um eine sichere Schnappbewegung zu ermöglichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Durchmesser zweier Einrastwälzkörper kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Führungswälzkörpers oder der Steuerkugel.

Anhand der die F i g. 1 und 2 umfassenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

Das in F i g, 1 in einem Schnitt schematisch dargestellte Umsteuerventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein ständig unter dem Druck einer Hydraulikflüssigkeit stehender Einlaß 3 mündet und von dem ein Auslaß 4 abgeht Dem Auslaß 4 und dem Einlaß 3 ist ein s umsteuerbarer Kanal 5 zugeordnet Das Umsteuerventil 1 weist eine den Kanal 5 steuernde Kugel 6 als Steuerkugel auf. Die Kugel 6 wird durch die Kraft einer Druckfeder 7 gegen den «aigehörigen Ventilsitz 8 gedrückt und versperrt damit die Verbindung zwischen ι ο Einlaß 3 und Kanal 5.

In der gezeichneten Lage stützt sich an der Kugel 6 ein Stößel 9 ab, der mit einem Ventilkörper 10 und einem hydraulisch bewegbaren Kolben 11 verbunden ist Ersichtlich ist der Ventilkörper 10 von seinem zugehörigen Sitz 12 abgehoben, so daß der Kanal 5 mit dem Auslaß 4 in Verbindung steht. Der Stößel 9 ist von einer Druckfeder 13 belastet

Die der Fig. 1 entnehmbare Stellung des Umsteuerventils ist unabhängig von dem im Einlaß 3, Auslaß 4 und Kanal 5 herrschenden Druck stabil. Zum Umsteuern wird der Kolben 11 von einer Druckmittel führenden Leitung mit Druckmittel beaufschlagt das du.vh einen Kanal 14 geleitet wird. Dadurch wird der KoJben 11 entgegen der Kraft der Feder 7 nach unten geführt Der Stößel 9 drückt die Kugel 6 nach unten, so daß der Ventilkörper 10 gegen seinen Ventilsitz 12 gedrückt wird, die Verbindung zwischen dem Kanal 5 und dem Auslaß 4 schließt und den Kanal 5 mit dem Einlaß 3 verbindet

Gleichzeitig wird durch die Abwärtsbewegung der Kugel 6 eine Schnappvorrichtung 15 betätigt die die Kugel 6 selbst enthält und eine weitere Kugel als Führungswälzkörper 16 aufweist Zwischen der Kugel 6 und dem Führungswälzkörper sind zwei Abstandskugeln als Einrastwälzkörper 17 in einer Ebene angeordnet Sowohl dieser als auch der Führungswälzkörper 16 werden in der Einschaltstellung des Umsteuerventils gegen die Kraft der Feder 7 nach unten gedrückt Allen den Führungswälzkörper 16 und den Einrastwälzkörper 17 bildenden Kugeln sowie der Steuerkugel 6 ist dabei ein Führungsteil 18 gemeinsam, das eine radial nach außen gerichtete Ausnehmung 19 hat. In diese radial umlaufende Ausnehmung 19 gelangen die beiden Abstandskugeln, die seitlich ausweichen können. Sie stützen sich an den vorzugsweise unter 45° zur Bewegungsrichtung des Stößels 9 verlaufenden Anlageflächen 20 ab, so daß eine Aufteilung der resultierenden Kraftkomponenten stattfindet Dadurch wird die Kraft der Feder 7 mechanisch vermindert und eine zweite stabile, im wesentlichen vom Druck der Druckflüssigkeit unabhängige Endlage bewirkt

Der Vorteil der dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß bei einem RückfluO von Druckmittel aus dem Kanal 5 zum Auslaß 4 der Querschnitt des Sitzes 12, der im Bereich des Auslasses 4 liegt groß gewählt werden kann, weil der Ver^fkörper 10 einen von der Kugel 6 unabhängigen Oberhub ausführen kann. Dadurch kann der Strömungsquerschnitt auf der Auslaßseite des Umschaltventils wesentlich größer als der Querschnitt auf der Einlaßseite ausgeführt werden. Nach Beendigung des Strömungsvorganges während der Ausschaltbewegung kann sich der Stößel 9 wieder durch die Kraft seiner Feder 13 an die Kugel 6 anlegen. Es ist vorteilhaft daß durch die getrennte Anordnung der beiden Ventilkörper 10 und 6 ein Mittenversatz der beiden Bewegungsachsen zugelassen werden kann, was eine einfache Fertigung erlaubt

In F i g. 2 ist die Einschaltstellung des Umsteuerventils als Einzelheit schematisch dargestellt Im übrigen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Umsteuerventü, insbesondere für hydraulische Betätigungsvorrichtungen elektrischer Hochspannungsschalter, mit einer den umzusteuernden Druck- mittelpfad öffnenden und schließenden Steuerkugel, die einerseits einer in Schließrichtung wirkenden Kraft einer Druckfeder ausgesetzt und andererseits von einem verschiebbaren druckbeaufschlagbaren Stößel in Öffnungsrichtung belastbar ist, und mit ι ο einer Schnappvorrichtung zur Sicherung der Steuerkugel in ihrer den Druckmittelpfad öffnenden Stellung, wobei die Schnappvorrichtung Führungswälzkörper und dazwischen liegende Einrastwälzkörper enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappvorrichtung (15) zwischen Steuerkugel (6) und sie belastender Druckfeder (7) angeordnet ist, daß Jie Steuerkugel (6) einen Führungswälzkörper der Schnappvorrichtung (15) bildet und daß der druckbeaufschlagbare Stößel (9) der in Öffnungsrichtong der Steuerkugel (6) wirkenden Kraft einer weiteren Druckfeder (13) ausgesetzt ist, deren Kraft in der gesicherten Offnungsstellung der Steuerkugel (6) die Kraft der erstgenannten Druckfeder (7) übertrifft

2. Umsteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Steuerkugel (6), dem Führungswälzkörper (16) und den Einrastwälzkörpern (17) gemeinsames ortsfestes Führungsteil (18) vorhanden ist, das eine nach außen gerichtete, zum Eingriff mit den in einer Ebene zwischen dem Führungswäb?':örper (16) und der Steuerkugel (6) liegenden Einrastwälzkörpern <\7) bestimmte Ausnehmung (19) aufweist

3. Umsteuerventü nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Ausnehmung (19) als umlaufende Nut ausgebildet ist.

4. Umsteuerventü nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Ausnehmung (19) mit zur Bewegungsrichtung geneigt verlaufenden Anlage- *o flächen (20) versehen ist

5. Umsteuerventü nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Anlageflächen (20) in bezug auf die Bewegungsrichtung etwa 45" beträgt

6. Umsteuerventü nach einem der Ansprüche 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser zweier Einrastwälzkörper (17) kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Führungswälzkörpers (16) oder der Steuerkugel (6) ist