DE3004732C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schieber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei derartigen Schiebern, insbesondere bei einer Verwen­ dung in Hochdruck-Hydrauliksystemen, besteht die Gefahr, daß das Herstellen oder Absperren der Strömungsverbin­ dung schlagartig erfolgt, indem der Querschnitt der an­ zuschließenden Kanalmündung zu rasch freigegeben oder abgesperrt wird. Die Folge sind unerwünschte Druckstöße im System und eine hohe Belastung des Kolbenschiebers, der sich infolge der momentan wirksamen Druckkraft unter Umständen in der Schieberbohrung verklemmen kann. Zur Behebung dieses Nachteils ist es bekannt, die zur Strö­ mungsführung bestimmten Taschen an ihren Enden mit soge­ nannten Enlastungskerben oder Entlastungsfasen zu ver­ sehen, die am Ende der Tasche und an derem Grund begin­ nend mit allmählich abnehmendem Querschnitt bis zur Um­ fangsfläche des Schiebers geführt sind. Mit diesen Ent­ lastungskerben läßt sich ein allmähliches Freigeben oder allmähliches Absperren der anzuschließenden Kanalmündung bewirken, so daß die schädlichen Druckstöße oder Schläge nicht mehr auftreten. Das Anbringen dieser Entlastungs­ kerben oder Abfasungen erfordert jedoch zusätzliche Ar­ beitsschritte bei der Schieberstellung sowie Spezial­ werkzeuge und Spezialmaschinen. Sowohl in der Einzel- als auch in der Großserienfertigung bedeutet dies einen teuren arbeitsintensiven Mehraufwand.

Aus der DE-AS 21 52 830 ist ein Schieber der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei welchem die Verbindungs­ bohrungen jeweils im Abstand vom Schieberende angeord­ net sind. Zum Auffangen von Druckstößen ist im Zulauf­ bereich ein Rückschlagventil angeordnet. Ein Rückschlag­ ventil erhöht die Kosten des Steuerventiles. Außerdem fängt es die Druckstöße nur in bezug auf die Zuleitung, nicht jedoch auf die weiterführende Leitung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schieber der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne eine zusätzliche Bearbeitung das gleiche, positive Funktionsverhalten erbringt, wie ein mit Entlastungskerben oder Phasen ausgestatteter Kolben­ schieber.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Bei dieser Ausbildung wird überraschend der gleiche Effekt erzielt, wie dies beim Stand der Technik mit den zusätzlich angebrachten Entlastungskerben oder Phasen erreicht werden konnte. Es sind dafür aber keine zusätzlichen Arbeitsschritte, Maschinen, Spannvorrichtungen oder Werkzeuge erforderlich, da die Durchgangsbohrungen für die zur Strömungsführung vorgesehe­ nen Taschen ohnehin funktionsnotwendig sind und angebracht werden müssen. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß durch die die Taschen verlängernden Teile der Durchgangsbohrungen die Taschen selbst kürzer und damit der Kolbenschieber massiver ausgebildet sein kann. Bei der Bewegung des Kolbenschiebers wird der Quer­ schnitt der anzuschließenden Kanalmündung allmählich freigegeben oder abgesperrt, da sich die Kreisbögen der Kanalmündung und der Durchgangsbohrung in einem linsenförmigen Durchgangsbereich über­ schneiden, durch welchen Druckspitzen zunächst abgebaut werden, ehe der volle Mündungsquerschnitt freiliegt oder abgesperrt wird.

Da es wichtig ist, daß der Querschnitt der anzuschließenden Kanalmündung über einen möglichst großen Hubweg des Schiebers gedrosselt wird, ist es zweckmäßig, die Maßnahme gemäß An­ spruch 2 zu verwirklichen.

Die angegebenen Vorteile werden gemäß den Unteransprüchen 3 und 4 unabhängig von der angegebenen Gattung des Steuerventils oder der Art des Schiebers erreicht. Das Problem der Druckstöße tritt nämlich auch bei Drehschiebern auf.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Schiebers, der zur wechselseitigen Verbindung eines mittleren Kanals mit zwei in Schieberbewegungsrichtung dazu versetzten Kanalmündungen in der gegenüberliegenden Wand der Gehäusebohrung ein Taschenpaar aufweist, läßt sich aus Anspruch 5 entnehmen. Im übrigen können zwischen den an beiden Enden der Taschen vorgesehenen Durchgangsbohrungen mit dem gleichen Werkzeug dazwischen noch weitere Durchgangsbohrungen ange­ bracht werden.

Schließlich ist noch die in Anspruch 6 angegebene Maßnahme bedeutungsvoll. Bei dieser Ausbildung steht für die Drosselung des Querschnitts der anzuschließenden Kanalmündung dann ein Kolbenschieberteilhub zur Verfügung, der dem Durchmesser der Kanalmündung entspricht.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines Steuerventils und einen darin befindlichen Kolbenschieber,

Fig. 2 eine um 90° gedrehte Schnittdarstellung des Steuerventils von Fig. 1, und

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil eines Steuerventils mit einem Drehschieber.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist in einem Steuerventil 1, von dem nur ein Teil eines Gehäuses 2 dargestellt ist, eine Gehäuse­ bohrung 3 enthalten, in der ein Kolbenschieber 4 üblicher Bau­ art in Bohrungslängsrichtung verschiebbar geführt ist. An einer Seite der Gehäusebohrung mündet ein Zulaufkanal P mit seiner Kanalmündung 5 in die Gehäusebohrung 3. Der Kanalmündung 5 diametral gegenüberliegend und in Bohrungslängsrichtung dazu versetzt sind zwei Kanalmündungen 6 und 7 für Verbraucherkanäle V angeordnet. Vor der Kanalmündung 5 ist im Außenumfang des Kol­ benschiebers 4 eine längsverlaufende Strömungsführungstasche 8 ausgebildet, der eine gleich große Tasche 9 diametral gegenüber­ liegt. Die Taschen sind von rechteckiger Gestalt und weisen Taschenenden 10 und 11 auf. Den Kolbenschieber 4 quer durchsetzen­ de Durchgangsbohrungen 12 stellen zwischen den Taschen 8 und 9 eine Strömungsverbindung her. Die Durchgangsbohrungen 12 sind derart angeordnet, daß sie annähernd zur Hälfte von den Enden 10 und 11 der Taschen 8 und 9 geteilt werden. Sie sind zudem in Verschieberichtung des Kolbenschiebers 4 auf die Kanalmündungen 6 bzw. 7 ausgerichtet.

Es sei angenommen, daß der Kolbenschieber 4 in den Fig. 1 und 2 aus seiner mittleren Neutralstellung nach rechts verschoben wird, um eine Strömungsverbindung von der Kanalmündung 5 zur Kanal­ mündung 6 herzustellen. Wie mit dem Bezug 13 angedeutet ist, überschneiden sich die Kreisbögen der rechten Durchgangsbohrung 12 und der Kanalmündung 6 in einem linsenförmigen Bereich, der von punktförmiger Größe allmählich so weit geöffnet wird, bis der volle Querschnitt der Kanalmündung 6 frei ist. Bis dahin findet eine allmählich stärker werdende Druck­ mittelströmung statt, durch welche schädliche Druckstöße vermieden werden. Umgekehrt wird bei einer Bewegung des Kolbenschiebers nach links die Kanalmündung 6 allmählich gedrosselt und schließlich ganz abgesperrt. Die linke Durchgangsbohrung 12 hat bei einer Verbindung der Kanal­ mündung 5 mit der Kanalmündung 7 die gleiche, positive Wirkung.

Die im Ausführungsbeispiel rechteckigen Taschen können auch eine in der Draufsicht ovale Form aufweisen. Für die erwünschte Drosselwirkung ist es unerheblich, welche Form die Tasche aufweist. Wichtig ist nur, daß vor der Freigabe oder Absperrung der gesamten Mündungsquer­ schnittsfläche eine Drosselung erfolgt ist. Dies wird mit der Lage der Durchgangsbohrungen sowohl bei vier­ eckigen als auch ovalen Taschen erreicht.

In Fig. 1 ist strichpunktiert eine schräge Bohrungsachse 14 angedeutet. Die Durchgangsbohrungen 12 können auch in dieser Richtung ausgebildet werden, damit der der Kanalmündung 5 zu­ gewandte Umfangsbereich des Kolbenschiebers eine möglichst große Berührungsfläche zur Gehäusebohrung 3 hat.

In Fig. 3 ist ein Teil eines Steuerventils 20 angedeutet, in dessen Gehäuse 21 eine Gehäusebohrung 22 zur Aufnahme eines Drehschiebers 23 vorgesehen ist. Eine Kanalmündung 24 eines Zulaufkanals P mündet in Schieberdrehrichtung versetzt zu Kanalmündungen 25 und 26 von Verbraucherkanälen V in die Gehäuse­ bohrung 22. In Drehrichtung des Drehschiebers 23 sind sich diametral gegenüberliegende Taschen 27 und 28 ausgebildet, die über Durch­ gangsbohrungen 29 und 30 strömungsführend miteinander verbunden sind. Die Durchgangsbohrungen 29 und 30 sind in der anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Weise so angeordnet, daß sie von dem jeweiligen Ende jeder Tasche geteilt werden. Auf diese Weise wird auch hier eine gedrosselte Öffnung bzw. Schließung der anzuschließenden Kanalmündung erreicht.

Claims (6)

1. Schieber für ein Schieber-Steuerventil, der in einer Gehäusebohrung des Steuerventils in Steuerstellung be­ wegbar ist und in seiner Umfangsfläche mit zwei sich in bezug auf die Achse des Schiebers gegenüberliegenden Ta­ schen zur Strömungsführung versehen ist, die über wenig­ stens eine Durchgangsbohrung miteinander verbunden sind und bei der Bewegung des Schiebers eine Strömungsverbin­ dung zwischen einem ersten in eine Tasche mündenden Ka­ nal und wenigstens einer in Schieberbewegungsrichtung versetzten, zweiten Kanalmündung zur anderen Tasche her­ stellen oder unterbrechen, wobei die Taschen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schiebers eine die lichte Wei­ te der Kanalmündung übersteigende Breite aufweisen und die Durchgangsbohrung in Bewegungsrichtung des Schiebers auf die Kanalmündung ausgerichtet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchgangsbohrung (12, 29, 30) an dem Ende der Taschen (8, 9; 27, 28), das der mit dem bereits in die eine Tasche (8, 27) einmündenden Kanal (5; 24) zu verbindenden, anderen Kanalmündung (6, 7, 25, 26) zuge­ ordnet ist, zu einem Teil innerhalb und zum anderen Teil außerhalb des Taschenendes (10, 11) liegt.

2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß annähernd eine Querschnittshälfe der Durchgangsbohrung (12) - in einer Draufsicht auf die Taschen - außerhalb der Taschen liegt.

3. Schieber nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Kolbenschieber (4) mit zwei in Verschieberichtung verlaufenden, sich diametral ge­ genüberliegenden Taschen (8, 9) ausgebildet ist.

4. Schieber nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Drehschieber (23) mit zwei in Verdrehrichtung verlaufenden, sich vorzugsweise diame­ tral gegenüberliegenden Taschen (27, 28) ausgebildet ist.

5. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der zur wechselseitigen Verbindung eines mittleren Kanals mit zwei in Schieberbewegungsrichtung dazu versetzten Kanal­ mündungen der gegenüberliegenden Wand der Gehäusebohrung ein Taschenpaar und Durchgangsbohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden (10, 11) der Taschen (8, 9) je eine vom jeweiligen Taschenende geteilte Durchgangsbohrung (12) vorgesehen ist.

6. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Durchgangsboh­ rung annähernd dem Durchmesser der Kanalmündungen ent­ spricht.