DE19703817C1 - Pilotventilbetätigtes Absperrventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pilotventilbetätigtes Absperrventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Absperrventile, die dazu dienen, bei Hochdruckwas­ serwerkzeugen, etwa Spritzpistolen, die mit hohen Wasserdrücken von meh­ reren hundert bis über tausend bar arbeiten, ein leichtgängiges, selbst­ tätiges öffnen unter Vermeidung eines Öffnungsschlages zu bewirken, be­ sitzen üblicherweise schlitzgesteuerte Ventilkolben, vgl. z. B. DE 36 10 629 C2, die konstruktionsmäßig aufwendig sind und einem entsprechenden Verschleiß unterliegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absperrventil nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das einem möglichst geringem Ver­ schleiß unterliegt und konstruktionsmäßig einfach ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das ein pilotventilbetätigten Absperrventil für eine Hochdruckwasser-Spritzpi­ stole schematisiert im Axialschnitt zeigt.

Eine Hochdruckwasser-Spritzpistole besitzt üblicherweise ein Druckgehäuse 1, das vorderseitig, d. h. bezüglich des Hochdruckwassers austrittsseitig ein Düsenrohr mit einer Düse oder Düsenanordnung trägt und rückseitig mit einer pistolenartigen Betätigungseinrichtung für ein im Druckgehäuse 1 aufgenommenes Absperrventil versehen ist (nicht darge­ stellt).

In dem Druckgehäuse 1, das einen verengten Bereich 1′ auf­ weist, so daß in seinem Inneren zwei Schultern 1′′ vorhanden sind, ist rückseitig ein Einsatz 2 ortsfest eingesetzt, der sich an der hinteren Schulter 1′′ abstützt. Der Einsatz 2 besitzt einen sich axial mittig nach vorne in den verengten Bereich 1′ erstreckenden, stirnseitig mit einer kleinen Eintrittsöffnung 3 versehenen Hülsenabschnitt 4. Von der Rück­ seite her ist in den Hülsenabschnitt 4 ein Pilotventilkörper 5 einge­ setzt, der eine Axialbohrung 6 für den Durchtritt eines von einem Pisto­ lengriff der Hochdruckwasser-Spritzpistole betätigbaren Schaftes 7 auf­ weist und vorderseitig zugleich als Sitz für eine diesbezüglich feder­ vorgespannte Ventilkugel 8 dient, die innerhalb des Hülsenabschnitts 4 unter Einwirkung des Schaftes 7 zwischen einer geöffneten und einer ge­ schlossenen Position beweglich ist.

Im verengten Bereich 1′ des Druckgehäuses 1 ist ein Ventilkol­ ben 9 axial verschiebbar angeordnet. Der Ventilkolben 9 ist rückseitig mit einer Blindbohrung 10 versehen, die beim Zurückfahren des Ventilkol­ bens 9 den Hülsenabschnitt 4 des Einsatzes 2 aufnimmt. Ferner ist der Ventilkolben 9 vorderseitig mit einem eine kegelstumpf- oder kragenför­ mige Dichtungsfläche 11 aufweisenden Fortsatz 12 versehen, wobei sich von der Dichtungsfläche 11 ein mittig angeordneter Schaft 13 axial nach vorne erstreckt.

In das Druckgehäuse 1 ist von der Vorderseite her eine Buchse 14 ortsfest eingesetzt, die sich an der vorderseitigen Schulter 1′′ ab­ stützt. Die Buchse 14 besitzt eine zentrale Axialbohrung 15, die rück­ seitig erweitert ist und dort einen Sitz für die Dichtungsfläche 11 des Ventilkolbens 9 bildet, während die Axialbohrung 15 den Schaft 13 des Ventilkolbens 9 aufnimmt.

Der Schaft 13 besitzt vorne eine stirnseitige, sich axial er­ streckende Blindbohrung 16, die über eine vorzugsweise durchgehende Querbohrung 17 mit dem Umfang des Schaftes 13 verbunden ist. Die Mündung der Querbohrung 17 am Umfang des Schaftes 13 kann dabei, wie darge­ stellt, nach rückwärts sich fortlaufend im Querschnitt verengend langge­ zogen ausgebildet sein, um eine sich fortschreitend öffnende Querbohrung 17 zu erhalten, wenn beim Öffnen des Hauptventils der Schaft 13 aus der Buchse 14 soweit herausgezogen wird, bis die Öffnung der Querbohrung 17 frei liegt.

Zwischen dem Fortsatz 12 und dem Druckgehäuse 1 befindet sich ein Ringraum 18, in den ein Hochdruckwasseranschluß 19 mündet. Aufgrund der Leckage entlang des Ventilkolbens 9 herrscht bei geschlossenem Ven­ til auf beiden Seiten des Ventilkolbens 9 der gleich Druck. Wegen der Flächendifferenz an Vorder- und Rückseite des Ventilkolbens 9 wird die­ ser in seine geschlossene Stellung ebenso wie die Ventilkugel 8 des Pi­ lotventils gedrückt.

Bei Betätigung des Betätigungsgriffs der Hochdruckwasser-Spritzpistole hebt die Ventilkugel 8 infolge entsprechender Verschiebung des Schaftes 7 von ihrem Sitz ab, so daß sich der Druck auf der Rücksei­ te des Ventilkolbens 9 durch die Eintrittsöffnung 3 entsprechend gedros­ selt vermindert. Hierdurch wird der Ventilkolben 9 rückwärts in Richtung auf das Pilotventil bewegt, wodurch die Dichtungsfläche 11 von der Buch­ se 14 abhebt. Hierdurch ergibt sich zur Austrittsseite hin zunächst ein Leckagestrom entlang des Außenumfangs des Schaftes 13 durch die Buchse 14.

Entsprechend dem Leckagestrom aus dem Ringraum 18 auf die Rückseite des Ventilkolbens 9 und durch das Pilotventil und der sich er­ gebenden, im wesentlichen linear ansteigenden Druckdifferenz fährt der Ventilkolben 9 in Richtung auf das Pilotventil, bis er an diesem zur An­ lage kommt, wobei der Hülsenabschnitt 4 von der Blindbohrung 10 aufge­ nommen wird (hierdurch ergibt sich eine kompakte Bauweise). Während die­ ser Bewegung steigt zunächst der Leckagestrom durch die Buchse 14 und beginnt schließlich das Hochdruckwasser direkt über die Querbohrung 17, die fortschreitend freigegeben wird, auszuströmen.

Außerdem wirkt beim Öffnungsvorgang und der damit verbundenen Verschiebung des Ventilkolbens 9 der sich bildende Spalt zwischen der Bohrung 10 und dem Hülsenabschnitt 4 ebenfalls als Drosselspalt und dämpft damit das Öffnungsverhalten des Ventilkolbens 9, da das sich hin­ ter dem Ventilkolben 9 befindliche Medium nur langsam über diesen sich bildenden Ringspalt abfließen kann.

Hierdurch ergibt sich ein leichtgängiges, selbsttätiges Öffnen unter Vermeidung eines Öffnungsschlages, wobei die Geschwindigkeit, mit der der Ventilkolben 9 verschoben wird, durch das Pilotventil bestimmt wird. Da die Spalte für die Leckageströme eng tolerierbar sind, läßt sich die Geschwindigkeit, mit der der Ventilkolben 9 verfahren wird, ziemlich genau einstellen. Infolge dieser zugleich einfachen Konstruk­ tion kann der Verschleiß minimal gehalten werden.

Gegebenenfalls kann zusätzlich eine Drosselbohrung 20 von der Vorder- zur Rückseite des Ventilkolbens 9 führen, wobei dann am Umfang des Ventilkolbens 9 eine umlaufende Dichtung angeordnet wird, damit der Durchfluß des Leckagestroms durch die Drosselbohrung 20 exakt durch die­ se bestimmt wird.

Am Umfang des Ventilkolbens 9 und/oder des Schaftes 13 bzw. der Axialbohrung 15 können schmale Nuten 21 eingefräst sein, um den Leckagestrom besser bestimmen zu können. Zugleich können hierdurch eventu­ elle Schmutzpartikel aufgenommen werden.

Claims (4)

1. Pilotventilbetätigtes Absperrventil für ein Hochdruckwas­ serwerkzeug mit einem innerhalb eines Druckgehäuses (1) verschiebbaren und mit einem ortsfesten Sitz in geschlossenem Zustand zusammenwirkenden Ventilkolben (9), dessen Bewegung über ein Pilotventil gesteuert ist, und mit einem Hochdruckwasseranschluß (19), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sitz eine Buchse (14) ist, die in geschlossenem Zustand einen Schaft (13) des Ventilkolbens (9) aufnimmt, wobei der Schaft (13) eine von seinem Umfang ausgehende, stirnseitig mündende Aus­ trittsbohrung (16, 17) aufweist und sich an den Schaft (13) ein mit dem Druckgehäuse (1) einen Ringraum (18) bildender Fortsatz (12) des Ventil­ kolbens (9) mit einer Dichtungsfläche (11) anschließt, wobei der Hoch­ druckwasseranschluß (19) in den Ringraum (18) mündet und die Leckstrom­ spalte des Pilotventils sowie zwischen dem Druckgehäuse (1) und dem Ven­ tilkolben (9) und zwischen dem Schaft (13) und der Buchse (14) so abge­ stimmt sind, daß beim öffnen des Pilotventils der Ventilkolben (9) mit einer hierdurch bestimmten Geschwindigkeit in die Öffnungsposition ver­ fahren wird.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil einen dem Ventilkolben (9) zugewandten, mit einer Ein­ trittsöffnung versehenen Hülsenabschnitt (4) aufweist, der ein federvor­ gespanntes Ventilelement (8) aufnimmt, wobei der Hülsenabschnitt (4) von einer Blindbohrung (10) des Ventilkolbens (9) aufnehmbar ist.

3. Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ventilkolben (9) und/oder der Schaft (13) oder die Buchse (14) mit schmalen Nuten (21) versehen ist.

4. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilkolben (9) eine vorder- und rückseitig mün­ dende Drosselbohrung (20) besitzt und außenumfänglich zum Druckgehäuse (1) hin eine abdichtende Dichtung aufweist.