DE8626721U1

DE8626721U1 - 2/2 way valve

Info

Publication number: DE8626721U1
Application number: DE19868626721
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1988-05-19

Description

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Die Vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein 2/2-WegeVentil und insbesondere auf ein 2/2-Wege-Einbauventil*The present invention relates generally to a 2/2-way valve and in particular to a 2/2-way cartridge valve*

2/2-Wege-Einbauventile dienen zum direkten Einbau in Bohrungen: van SteuprhlHölcgn. S£lctlS YsntÜS ViST-SH SUCh mit g!sH sltsrsn Begriffen "Hydrologikelement" oder "Patrone" (englisch: cartridge) bezeichnet. Die bekannten 2/2-Wegeventile werden überwiegend als sogenannte Sitzventile hergestellt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich aber auf ein 2/2-Wege-Schieberventil, und zwar insbesondere mit einem hin und her bewegbar angeordneten Schieber oder Kolben.2/2-way built-in valves are designed for direct installation in bores: van SteuprhlHölcgn. S£lctlS YsntÜS ViST-SH SUCh with g!sH sltsrsn terms "hydrologic element" or "cartridge". The known 2/2-way valves are mainly manufactured as so-called seat valves. The present invention, however, relates to a 2/2-way slide valve, in particular with a slide or piston that can be moved back and forth.

Bekanntlich unterscheiden sich Wegesitzventile grundsätzlich von Wegeschieberventilen durch die Eigenschaft der leckb'lfreien Absperrung, die bei Schieberventilen aufgrund des erforderlichen Passungsspiels zwischen Kolben und Gehäuse bislang nicht zu erreichen ist. Wegeschieberventile können solche mit Längsschieber oder Drehschieber sein. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Wegeschieberventil mit einem Längsschieber.As is known, directional seat valves differ fundamentally from directional slide valves in their property of leak-free shut-off, which has not been possible with slide valves due to the required clearance between the piston and the housing. Directional slide valves can be those with a longitudinal slide or rotary slide. The present invention relates in particular to a directional slide valve with a longitudinal slide.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere bezweckt die Erfindung das Versehen eines Ventils gemäß dem Oberbegriff eines der Ansprüche 1-3, wobei praktisch Leckölfreiheit erreicht werden soll. Ferner soll das erfindungsgemäße Ventil kostengünstig hergestellbar und insbesondere als ein Einbauventil gestaltet sein.The present invention is based on the task of avoiding the disadvantages of the prior art. In particular, the invention aims to provide a valve according to the preamble of one of claims 1-3, whereby practically no oil leakage is to be achieved. Furthermore, the valve according to the invention should be inexpensive to manufacture and in particular be designed as a built-in valve.

Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung bei einemTo achieve the above-mentioned object, the invention provides for a

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Ventil gemäß einem der Ansprüche 1-3 d;te in den zugehörigen kennzeichnenden Teilen dieser Ansprüche genannten Maßnahmen vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Valve according to one of claims 1-3, d;te in the associated characterizing parts of these claims provides the measures mentioned. Preferred embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:Further advantages, objectives and details of the invention emerge from the description of embodiments based on the drawing; in the drawing:

Fig: 1 einen sehetnsiiisphen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines 2/2-Wege-Einbauschieberventils gemäß der Erfindung, wobei im linken Teil des Schnitts der Schließzustand und im rechten Teil des Schnitts der Öffnungszustand dargestellt ist;Fig: 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a 2/2-way built-in slide valve according to the invention, the left part of the section showing the closed state and the right part of the section showing the open state;

Fig. 2 ein zweites AusfUhrungsbeispiel eines 2/2-Wege-Einbaüschieberventils in schematischer Schnittdarstellung, wobei hier im linken Teil des Schnitts das Ventil in seinem Öffnungszustand und rechts in seinem Schließzustand dargestellt ist.Fig. 2 a second embodiment of a 2/2-way built-in slide valve in a schematic sectional view, whereby in the left part of the section the valve is shown in its open state and on the right in its closed state.

In Fig. 1 ist eine 2/2-Wege-Einbaugleitdichtungs-VentJlanordnung 1 dargestellt, die ein 2/2-Wege-Einbaugleitdichtungsventil 100 aufweist, welches in einer Einbaubohrung (Stufenbohrung) 5 eines Gehäuses (Steuerblock) 4 angeordnet ist. Die Bohrung ist durch einen Deckel 3 abgeschlossen.In Fig. 1, a 2/2-way built-in sliding seal valve arrangement 1 is shown, which has a 2/2-way built-in sliding seal valve 100, which is arranged in a mounting bore (stepped bore) 5 of a housing (control block) 4. The bore is closed off by a cover 3.

Im Gehäuse 4 ist eine erste Anschlußbohrung 6 für den Verbraucher A und um 90° demgegenüber versetzt eine zweite Anschlußbohrung 7 für den Verbraucher B vorgesehen. Typischerweise strömt das Strömungsmittel (beispielsweise Wasser, HFA oder Öl) gemäß dem Pfeil 22 in die Anschlußbohrung 6 ein und kann in der Öffnungsstellung des Ventils durch Anschlußbohrung 7 gemäß Pfeil 23 austreten.In the housing 4, a first connection hole 6 is provided for the consumer A and, offset by 90°, a second connection hole 7 for the consumer B. Typically, the fluid (for example water, HFA or oil) flows into the connection hole 6 according to arrow 22 and can exit through the connection hole 7 according to arrow 23 when the valve is in the open position.

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In der Einbaübohrüng ß sitzt abgedichtet eine Buchse 25. Gegenüber dem Gehäuse 4 ist die Buchse 25 durch zwei Radialdichtungen 13 und 14 abgedichtet» Gegenüber deni am Gehäuse 4 und Buchse 25 anliegenden Deckel 3 ist die Buchse Ö5 durch eine Axialdichtung 12 abgedichtet. Die Axialdichtung 12 weist einen O-Ring sowie benachbart dazu einen Stutzring auf&agr;A bushing 25 is sealed in the installation bore ß. The bushing 25 is sealed against the housing 4 by two radial seals 13 and 14. The bushing Ö5 is sealed against the cover 3 resting on the housing 4 and bushing 25 by an axial seal 12. The axial seal 12 has an O-ring and a support ring adjacent to it.

Im Deckel 3 ist eine Steuerbohrung X für den Steuerdruck 5c vorgesehen. Die Steuerbohrung 8 steht mit einer Mittelbohfung 5 im Deckel 3 in Verbindung.A control bore X for the control pressure 5c is provided in the cover 3. The control bore 8 is connected to a central bore 5 in the cover 3.

Die Buchse 25 bildet eine Innenbohrüng 26, in der ein Ventilkolben/Schieber oder Ventilkegel 11 hin und her bewegbar zwischen einer Öffnungstellung (rechts in Fig. 1) und einer Schließstellung (links in Fig. l) des Ventils 100 angeordnet ist.The bushing 25 forms an inner bore 26 in which a valve piston/slider or valve cone 11 is arranged to be movable back and forth between an open position (right in Fig. 1) and a closed position (left in Fig. 1) of the valve 100.

Der Kolben 11 ist gegenüber der Innenbohrung 26 abgedichtet, und zwar durch in Nuten (z=B, 27) der Buchse 25 angeordnete Dichtungen 32, 33 und 34. Jede der Dichtungen 32, 33 und 34 ist zweiteilig aufgebaut und weist zwei radial benachbart angeordnete Elemente auf: einen radial außän gelegenen O-Ring 35 und radial innen gelegenen Gleitring 36.The piston 11 is sealed against the inner bore 26 by seals 32, 33 and 34 arranged in grooves (z=B, 27) of the bushing 25. Each of the seals 32, 33 and 34 is constructed in two parts and has two radially adjacent elements: a radially outer O-ring 35 and a radially inner sliding ring 36.

Mehrere Radialbohrungen 31 (zwei sind gezeigt) in der Buchse 25 stehen über eine Anschlußkammer 18 im Gehäuse 4 mit der Anschlußbohrung 7 in Verbindung. Die beiden Dichtungen 33 und 34 sind benachbart zu der Radialbohrung 31 angeordnet.Several radial bores 31 (two are shown) in the bushing 25 are connected to the connection bore 7 via a connection chamber 18 in the housing 4. The two seals 33 and 34 are arranged adjacent to the radial bore 31.

Der Kolben 11 ist ebenso wie die Buchse 25 rotationssymmetrisch zur Längsachse 24 des Ventils aufgebaut und wird durch eine senkrecht zur Achse 24 verlaufende Trennwand 17 in zwei Kammern oder Räume unterteilt, und zwar in den Federraum 15 und in den Schaltraum 16. Im Federraum ist eineThe piston 11, like the bushing 25, is constructed rotationally symmetrically to the longitudinal axis 24 of the valve and is divided into two chambers or spaces by a partition wall 17 running perpendicular to the axis 24, namely the spring chamber 15 and the switching chamber 16. In the spring chamber there is a

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Druck-Schraubenfeder 10 angeordnet, die sich im Deckel 3 am Boden der Bohrung 9 einerseits und an der Trennwand 17 andererseits abstützt und dazu dient, den Kolben 11 in seine Öffnungsstellung vorzuspannen. Mittelbohrung 9 und FederraumCompression coil spring 10 is arranged, which is supported in the cover 3 at the bottom of the bore 9 on the one hand and on the partition wall 17 on the other hand and serves to preload the piston 11 into its open position. Central bore 9 and spring chamber

15 fluchten und stellen sicher, daß bei einem angelegten Steuerdruck &khgr; der Ventilkolben 11 in der Öffnungsstellung gehalten wird.Im Bereich des Schaltraums 16 ist die Wand des Kolbens 11 durch eine Vielzahl von im wesentlichen radial verlaufenden Kolbenbohrungen 30 unterbrochen. Jede Bohrung hat einen Durchmesser D. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Bohrungen 30 in einer einzigen Reihe angeordnet. Es ist auch denkbar, die Bohrungen 30 in mehreren axial bezüglich einander versetzten Reihen anzuordnen.15 are aligned and ensure that when a control pressure &khgr; is applied, the valve piston 11 is held in the open position. In the area of the switching chamber 16, the wall of the piston 11 is interrupted by a plurality of essentially radially extending piston bores 30. Each bore has a diameter D. In the embodiment shown, the bores 30 are arranged in a single row. It is also conceivable to arrange the bores 30 in several rows that are axially offset from one another.

Die Bohrungen 30 sind derart positioniert, daß sie in der Öffnungsstellung des Ventils (rechts in Fig. 1) den SchalträumThe holes 30 are positioned in such a way that in the open position of the valve (right in Fig. 1) they cover the switching chamber

16 mit den Radialbohrungen 31 verbinden, so daß Strömungsmittel von A nach B fließen kann. Die Bohrungen 30 sind derart angeordnet, daß in der Schließstellung des Ventils 100 die Bohrungen 30 sich in einer abgedichteten Position befinden und zwar zwischen den Radialdichtungen 32 und 33. Dadurch kann das im Schaltraum 16 unter Druck anstehende Strömungsmittel nicht zu den Radialbohrungen 31 gelangen. Die Radialbohrungen 30 sind ferner derart ausgebildet, daß sie bei der Bewegung des Kolbens Il zwischen seiner Schließ- und Öffnungsstellung, d.h. beim Überfahren der Dichtung 33 diese nicht beschädigen. Insbesondere ist der Durchmesser D der Bohrungen 30 wesentlich kleiner als die Axialabmessung L der Dichtung 33.16 with the radial bores 31 so that fluid can flow from A to B. The bores 30 are arranged in such a way that in the closed position of the valve 100 the bores 30 are in a sealed position, namely between the radial seals 32 and 33. As a result, the fluid under pressure in the switching chamber 16 cannot reach the radial bores 31. The radial bores 30 are also designed in such a way that they do not damage the seal 33 when the piston II moves between its closed and open positions, i.e. when it passes over the seal. In particular, the diameter D of the bores 30 is significantly smaller than the axial dimension L of the seal 33.

Beim AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das Ventil bei angelegtem Steuerdruck offen, bei nicht vorhandenem Steuerdruck, wenn die Kraft de* ^eder 10 Überwunden wird, also zu. Daraus folgt, daß der Jeweilige bei A anliegende Systemdruck das Ventil 1ÖÖ bei einem Steuerdruckausfall an XIn the embodiment according to Fig. 1, the valve is open when control pressure is applied, and closed when there is no control pressure, when the force of the spring 10 is overcome. This means that the respective system pressure at A closes the valve 1ÖÖ in the event of a control pressure failure at X.

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ohne zusätzliche Einrichtungen schließt. Diese Selbstschließeigenschaft des Ventils 100 ist von großem Vorteil. Die Feder IG ist schwach und dient lediglich dazu, dem Ventil 100 im drucklosen Zustand eine Schaltstellung vorzugebfsn. Das Ventil gemäß Fig. 1 ist für einen Strömungismittelfluß vom Verbraucher A, d.h. der Anschlußbohrung 6 zum Verbraucher B, d-h. der Anschlußbohrung 7 ausgelegt. Wäre der Strömungsmittelfluß umgekehrt, so wäre keine Wirkfläche für den Druck am Schieber vorhanden, so daß dieser nicht verschoben werden kann.closes without additional devices. This self-closing property of the valve 100 is a great advantage. The spring IG is weak and only serves to predetermine a switching position for the valve 100 in the pressureless state. The valve according to Fig. 1 is designed for a fluid flow from consumer A, i.e. the connection hole 6, to consumer B, i.e. the connection hole 7. If the fluid flow were reversed, there would be no effective surface for the pressure on the slide, so that it cannot be moved.

Das AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 für einen Strömungpmittelfluß vom Verbraucher B, d.h. Anschlußbohrung 7 zum Verbraucher A, d.h. AnsehlüBbohrung 6 ausgelegt. Im übrigen stimmt die Konstruktion gemäß Fig. 2 größtenteils mit der Konstruktion gemäß Fig. 1 überein, weshalb insoferne die gleichen Bazugszeichen verwendet werden und auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen wird. Auch die Ausführungen hinsichtlich der Selbstschließeigenschaft gelten für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Links in Fig. 2 ist die Öffnungsstellung und rechts in Fig. 2 ist die Schließstellung des hier mit 200 bezeichneten Ventils dargestellt.The embodiment according to Fig. 2 is, in contrast to the embodiment in Fig. 1, designed for a fluid flow from consumer B, i.e. connection bore 7, to consumer A, i.e. connection bore 6. Otherwise, the design according to Fig. 2 largely corresponds to the design according to Fig. 1, which is why the same reference numerals are used and reference is made to the description of Fig. 1. The statements regarding the self-closing property also apply to the embodiment according to Fig. 2. The open position is shown on the left in Fig. 2 and the closed position of the valve, designated here with 200, is shown on the right in Fig. 2.

In einer Buchse 61 sind im Bereich der Anschlußbohrung 7 mehrere Radialbohrungen 50,51 ausgebildet. Der Durchmesser der Radialbohrungen 50 und 51 sei mit E bezeichnet. In der Öffnungsstellung des Ventils 200 sind diese Radial^ohrungen 50, 51 mit (z.B. vier) Radialbohrungen 59 in der Wand des Ventilkolbens 21 im Bereich des Schaltraums 16 ausgerichtet.Der Durchmesser der Radialbohrungen 59 ist bei in zwei Reihen angeordneten Bohrungen 50, 51 etwa das 2- bis 3-fache des Durchmessers E. Die Abdichtung des Ventilkolbens 21 gegenüber der Innenbohrung 26 erfolgt durch Radialdichtürigen 53, 54 Und 55* Diese Radialdichtungen 53, 54 undIn a bushing 61, several radial bores 50, 51 are formed in the area of the connection bore 7. The diameter of the radial bores 50 and 51 is designated E. In the open position of the valve 200, these radial bores 50, 51 are aligned with (e.g. four) radial bores 59 in the wall of the valve piston 21 in the area of the switching chamber 16. The diameter of the radial bores 59 is approximately 2 to 3 times the diameter E when the bores 50, 51 are arranged in two rows. The valve piston 21 is sealed against the inner bore 26 by radial seals 53, 54 and 55* These radial seals 53, 54 and

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sind in Ausdrehungen untergebracht und zwar die Radialdichtungen 53 und 54 im Kolben 21 und die Radialdichtung 55 in der Buchse 61.are housed in recesses, namely the radial seals 53 and 54 in the piston 21 and the radial seal 55 in the bushing 61.

Bei der Bewegung des Kolbens 21 zwischen seiner Schließ- und Öffnungsstellung überfährt die Radialdichtung 54 die Radialbohrungen 50, 51. Der Durchmesser E der Radialbohrungen 50, 51 ist derr*** gewählt, duß er hinreichend klein ist, um eine Beschädigung der Dichtung 54 zu vermeiden. Jede der Dichtungen 53, 54, 55 besteht aus einem O-Ring und einem Gleitelement. Zwischen dem Außenumfang der Buchse 21 und der Innenbohrung 26 wird im Bereich benachbart zur Radialdichtung 55 getrennt von dieser eine Kammer 58 ausgebildet, die über die radial verlaufenden Abschlußbohrungen 52 mit der Anschlußkammer IS in Verbindung stehen. "Bei der Bewegung des Kolbens 21 aus dessen Schließstellung (rechts in Fig. 2) in dessen Öffnungsstellung (links in Fig. 2) kann Strömungsmittel (Wasser, HFA «der Öl) in diese Bohrungen 52 zur Kammer 18 hin abgegeben werden.When the piston 21 moves between its closed and open positions, the radial seal 54 passes over the radial bores 50, 51. The diameter E of the radial bores 50, 51 is selected so that it is sufficiently small to avoid damage to the seal 54. Each of the seals 53, 54, 55 consists of an O-ring and a sliding element. Between the outer circumference of the bushing 21 and the inner bore 26, in the area adjacent to the radial seal 55, a chamber 58 is formed separately from the latter, which is connected to the connection chamber IS via the radially extending end bores 52. When the piston 21 moves from its closed position (right in Fig. 2) to its open position (left in Fig. 2), fluid (water, HFA or oil) can be released into these bores 52 to the chamber 18.

Was die Arbeitsweise des Ventils 200 gemäß Fig. 2 anlangt, so wird es durch den Druck der Feder 10 und des Steuerdrucks der Steuerbohrung 8 in seiner Öffnungsstellung gehalten. Wenn der Steuerdruck ausfällt, so wird der an Anschlußbohrung 7 anstehende Druck ohne zusätzliche Einrichtungen das Selbstschließen des Ventils 200 bewirken, einfach aufgrund des die Federkraft 10 überwindenden Drucks in der Kammer 16 und des auf Wirkflächen 117 einwirkenden Drucks in Kammer 58.As regards the operation of the valve 200 according to Fig. 2, it is held in its open position by the pressure of the spring 10 and the control pressure of the control bore 8. If the control pressure fails, the pressure at the connection bore 7 will cause the valve 200 to close automatically without additional devices, simply due to the pressure in the chamber 16 overcoming the spring force 10 and the pressure in chamber 58 acting on the active surfaces 117.

Bei beiden Ausführungsbeispieien werden Gleitdichtungen 32, 33 und 34 sowie 53, 54 und 55 verwendet, die praktisch leckagefrei arbeiten.In both design examples, sliding seals 32, 33 and 34 as well as 53, 54 and 55 are used, which operate practically leak-free.

Claims

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1. 2/2-way cartridge valve with a mounting bush (25,61) that can be installed in a housing or a control block, wherein the following is provided:

a piston (11,61) arranged in the mounting bushing so as to be movable back and forth between a closed and an open position,

a first and a second fluid connection in the mounting bushing,

wherein in the closed position of the piston the two fluid connections are separated from each other and in the open position of the piston the two fluid connections are connected to each other, a control fluid connection for supplying control fluid for moving the piston into one of its positions, and

Spring means (10) for preloading the piston into a switching position,

characterized in that sliding seals (32,33,34;53,54,55) are provided between the piston (11;21) and an inner bore (26) of the installation bush (11,61), which create a leak-free seal.

2. 2/2-way slide valve with a housing in which the piston or slide is arranged to move back and forth, and with a connection for connection to a pressure source, a

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further connection for connection to a consumer under load, connection means for control pressure medium in order to hold the piston in one or the other switching position, characterized in that sliding seals are provided between the piston and the housing.

3. Directional control valve with a housing in which a piston is arranged to move back and forth between switching positions and with consumer connections in the housing which are arranged in accordance with the

' Switching position of the piston connected or

[ are separated from each other, characterized in that

Sealing of the switching positions between piston and housing

is sliding seals are provided.

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4. Valve according to one or more of the preceding

Claims, characterized in that the sliding seals are arranged in grooves (27) in the inner surface of the bushing (25) &ogr;

5. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sliding seals (53,54) are arranged in grooves in the outer surface of the piston (21).

6. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the opening means in the bushing or in the piston, over which a sliding seal passes, are formed by a plurality of bores, the diameter of which is smaller than the width L of the sliding seal over which it passes.

7. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bores are radial bores and are arranged in single rows or multiple rows offset in the direction of the longitudinal axis (22) of the valve.

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8i Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that for a valve with axially inflowing fluid and radially outflowing fluid, the radial bores (30) are formed in the piston (11),

9. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that for a valve with radially inflowing and axially outflowing fluid the radial bores (50.51) are formed in the bushing.

iö. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piston (11,21) is hollow and is divided by a web (17) into two chambers * a combustion chamber (15) and a control chamber (16)*

11. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a spring (10) is arranged in the spring chamber (15).

12. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a control fluid line (18) is connected to the spring chamber (15).

13. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a spring (10) arranged in the spring chamber prestresses the piston into its open position or its closed position.

14. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that one or more additional radial bores (52) are formed in the bushing, which connect the one connection (B) to a chamber (58) in which the fluid can act against a pressure surface (117) in order to displace the piston.