DE19945183A1 - Sitzventil - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein direkt betätigtes Sitzventil mit druckausgeglichener Ventilachse, bei dem der Federraum für zumindest einen Ventilkörper mit dem Druckanschluß über einen Verbindungskanal verbunden ist, der derart schräg zur Ventilachse angestellt ist, daß er den Federraum anschneidet. Durch diese Ausführung ist es nicht erforderlich, radial verlaufende Kanäle zur hydraulischen Anbindung des Federraums vorzusehen, so daß der fertigungstechnische Aufwand gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sitzventil gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Wegesitzventile der gattungsgemäßen Bauart sind in der Druckschrift "Der Hydrauliktrainer", Band 1, Mannesmann Rexroth GmbH, 2. Auflage, 1991, Seiten 203 ff. offenbart.

Bei diesen Sitzventilen sind ein oder mehrere Sitzkol­ ben, beispielsweise in Form von Kugeln, Kegeln oder Tellern axial verschiebbar in einer Gehäusebohrung angeordnet. Bei steigendem Arbeitsdruck werden diese Sitzkolben mit größe­ rer Kraft gegen einen zugeordneten Ventilsitz vorgespannt, so daß die Dichtheit zunimmt. Diese Sitzventile zeichnen sich durch eine geringe Leckage, hohe Standzeiten, die Er­ möglichung einer Sperrfunktion ohne zusätzliche Sperrele­ mente und Ihre Einsatzmöglichkeit auch bei Hochdruck aus.

Aufgrund der einwirkenden statischen und dynamischen Kräfte werden die Sitzventile bei geringen Nennweiten di­ rekt betätigt ausgeführt, wobei die Betätigung in der Regel über einen Elektromagneten erfolgt. Bei Nennweiten über 10 wird aus Gründen der Schaltsicherheit und der schwer be­ herrschbaren Druckstösse eine indirekte Betätigung bevor­ zugt.

Die gattungsgemäßen Sitzventile können beispielsweise als 2-Wegeventil oder als 3-Wegeventil ausgeführt werden, wobei als Sitzkörper eine bzw. mehrere Kugeln verwendet werden (1-Kugelventil, 2-Kugelventil).

Bei den bekannten Lösungen wird der Ventilkörper über eine Druckfeder gegen einen Ventilsitz vorgespannt. Zwi­ schen Druckfeder und Ventilkörper befindet sich ein axial verschiebbar in der Ventilbohrung gelagerter Schiebekörper, der an seinem Außenumfang eine Dichtung trägt. Der Verbin­ dungskanal erstreckt sich in der Regel von dem Federraum bis zu einem an den Ventilsitz angrenzenden Druckraum.

Bei diesen Ventilen kann die Ventilachse druckausgegli­ chen ausgeführt werden, so daß die Schaltkräfte minimal sind. Dies erfordert jedoch, daß beispielsweise der Druck in dem an den Schiebekörper angrenzenden Federraum über Verbindungskanäle im Ventilgehäuse zur anderen Seite der Ventilachse geführt ist, so daß beide Seiten der Ventil­ achse mit etwa dem gleichen Druck beaufschlagt sind. Die Ausbildung dieser Verbindungskanäle bedarf eines erhebli­ chen fertigungstechnischen Aufwandes, der die Gesamtferti­ gungskosten nicht unwesentlich beeinflußt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sitzventil zu schaffen, das mit minimalem fertigungs­ technischen Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Sitzventil mit den Merkma­ len des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, den Verbindungskanal zumindest ab­ schnittsweise schräg zur Ventilachse derart anzuordnen, daß er den Federraum für den Ventilkörper anschneidet kann der fertigungstechnische Aufwand gegenüber den eingangs genann­ ten Lösungen wesentlich verringert werden, da es durch das direkte Anschneiden des Federraums nicht erforderlich ist, eine eigene, radial verlaufende Verbindungsleitung zwischen Federraum und Verbindungskanal vorzusehen.

Erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht es beispiels­ weise, einen Abschnitt des Verbindungskanals durch Bohren von einer Stirnseite des Ventilgehäuses her einzubringen, wobei diese Bohrung den Federraum im Randbereich anschnei­ det.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse patronenförmig ausgebildet, wobei der Druckan­ schluß als Axialanschluß ausgeführt ist, so daß sich der Verbindungskanal von der druckanschlußseitigen Stirnfläche des Ventils zum Druckraum erstreckt und den dazwischen lie­ genden Federraum anschneidet.

Alternativ kann der Druckanschluß auch als Radialan­ schluß ausgeführt werden, wobei der Verbindungskanal stirn­ seitig über einen Verschlußstopfen verschlossen ist und der Druckanschluß über einen von der Umfangsfläche her einge­ brachten Querkanal mit dem Verbindungskanal verbunden ist.

Die Kanäle des erfindungsgemäßen Sitzventils werden vorzugsweise so ausgeführt, daß sie von einem Umfangsab­ schnitt des Ventilgehäuses von außen her einbohrbar und ggf. einseitig über geeignete Verschlußstopfen verschließ­ bar sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwi­ schen Druckfeder und Ventilkörper ein dichtend in der Ven­ tilbohrung geführter Schiebekörper angeordnet, wobei der Ventilsitz an einer in die Ventilbohrung eingesetzten Sitz­ buchse ausgebildet ist. Bei einem sogenannten Zweikugelven­ til) ist jedem Ventilkörper ein eigener Ventilsitz zugeord­ net, wobei die Druckfeder einen der Ventilkörper gegen sei­ nen Ventilsitz vorspannt, während der andere Ventilkörper durch Betätigung eines Elektromagneten auf einen ihm zuge­ ordneten Ventilsitz aufsetzbar ist.

Bei dieser Konstruktion können die Ventilkörper zwi­ schen den beiden Ventilsitzen oder - in Axialrichtung - au­ ßerhalb des von den beiden Ventilsitzen begrenzten Raums angeordnet sein. Im erstgenannten Fall werden die Ventil­ sitze vorzugsweise durch zwei im Axialabstand zueinander angeordnete Sitzbuchsen ausgeführt, während im letztgenann­ ten Fall eine einzige Sitzbuchse vorgesehen ist, an deren Stirnflächen die beiden Ventilsitze ausgeführt sind.

Bei der Verwendung einer gemeinsamen Sitzbuchse er­ streckt sich zwischen den beiden Ventilkörpern ein Koppel­ stück, das eine Durchströmung der Sitzbuchse zuläßt, so daß Druckmittel von jeweils einem Ventilsitz zu einem Anschluß abströmen kann.

Zwischen einem Stössel des Elektromagneten und dem be­ nachbarten Ventilkörper kann ein Übertragungselement ange­ ordnet sein, das axial verschiebbar in einer Sitzbuchse ge­ führt und mit Axialkanälen für das Druckmittel versehen ist.

Das erfindungsgemäße Sitzventil kann beispielsweise als 3/2-Wegeventil oder als 2/2-Wegeventil ausgeführt sein.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Schaltsymbole erfindungsgemäßer Sitzventile, die als 2/2- oder 3/2-Wegeventil ausgeführt sind;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, eines ersten erfin­ dungsgemäßen 2/2-Wegesitzventil mit axialem Druckanschluß und das durch Betätigung eines Elektromagneten in seine Sperrstellung bringbar ist;

Fig. 3 eine Variante des in Fig. 2 dargestellten Sitzventils mit radialem Druckanschluß;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Sitzventils, das durch Betätigung eines Elektromagneten in seine Durchgangs­ stellung bringbar ist;

Fig. 5 eine Variante des in Fig. 5 dargestellten Aus­ führungsbeispiels mit radialem Druckanschluß;

Fig. 6 ein als 3/2-Wegesitzventil ausgeführtes Ausfüh­ rungsbeispiel mit axialem Druckanschluß, der bei unbestrom­ tem Elektromagneten abgesperrt ist;

Fig. 7 eine Variante des in Fig. 7 dargestellten Aus­ führungsbeispiels mit radialem Druckanschluß;

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines 3/2-Wegesitzven­ tils, bei dem ein axialer Druckanschluß bei geschaltetem Magneten abgesperrt ist;

Fig. 9 eine Variante des in Fig. 8 dargestellten Aus­ führungsbeispiel mit radialem Druckanschluß und

Fig. 10 eine weitere Variante des in Fig. 8 oder 9 dargestellten 3/2-Wegeventils.

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel von direkt betätigten 2/2- und 3/2-Wegensitzventilen erläutert. Die Schaltsymbole der näher beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in Fig. 1 zusammengefaßt. Die beschriebenen Sitzven­ tile 1 werden direkt durch einen Elektromagneten 2 betätigt und über eine Druckfeder 4 in eine Grundstellung vorge­ spannt.

Bei der in Fig. 1a dargestellten P-Version befindet sich das Sitzventil 1 bei unbestromtem Elektromagneten 2 in seiner Durchgangsstellung, so daß die Verbindung zwischen einem Druckanschluß P und einem Tank- oder Arbeitsanschluß T (A) geöffnet ist. Bei Bestromung des Elektromagneten 2 wird das Sitzventil gemäß Fig. 1a in seine Sperrstellung gebracht.

Bei der N-Version gemäß Fig. 1b ist in der Grundstel­ lung die Verbindung zwischen Druckanschluß P und Tank- /Arbeitsanschluß T (A) abgesperrt und wird bei bestromtem Elektromagneten 2 geöffnet.

Bei der in Fig. 1c angedeuteten Ausführungsform eines 3/2-Wegesitzventils 1 wird in der C-Version (Fig. 1c) der Druckanschluß P abgesperrt, während eine Verbindung zwi­ schen einem Arbeitsanschluß A und einem Tankanschluß T ge­ öffnet ist. Bei Bestromung des Elektromagneten wird diese Verbindung abgesperrt und der Druckanschluß mit dem Ar­ beitsanschluß verbunden.

Fig. 1d zeigt eine U-Version, bei der in der Grundpo­ sition das Druckmittel vom Druckanschluß P zum Arbeitsan­ schluß A strömen kann, während die Rückstromung zum Tankan­ schluß T abgesperrt ist. Bei Schalten des Elektromagneten wird der Arbeitsanschluß P abgesperrt und die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß und dem Tankanschluß T zur Druckmittelrückströmung geöffnet.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen Sitzventils 1, das als 2-Wegeventil ausge­ führt ist. Das Sitzventil 1 hat ein patronenförmiges Ven­ tilgehäuse 6, das in eine lediglich angedeutete Aufnahme­ bohrung 8 eines Ventilblocks eingeschraubt ist. Das erfin­ dungsgemäße Sitzventil 1 ist mit einem Druckanschluß P und einem weiteren Anschluß, beispielsweise einem Tankanschluß T oder einem Arbeitsanschluß ausgeführt. Der Druckanschluß P mündet axial in der Aufnahmebohrung 8, während der Tank­ anschluß T in einem radial verlaufenden Tankkanal des Ven­ tilblocks mündet.

Das Ventilgehäuse 6 ist von dem in Fig. 2 rechten End­ abschnitt zum axialen Druckanschluß P hin radial zurückge­ stuft und hat eine als Sacklochbohrung ausgeführte Ventil­ bohrung 12, die im Axialabstand zu der in Figur linken Stirnfläche des Ventilgehäuses 6 endet. Der in Fig. 2 rechte Endabschnitt der Ventilbohrung 12 ist zu einer Auf­ nahme 14 erweitert, in die das Gehäuse eines Elektromagne­ ten 16 eingeschraubt ist. Es handelt sich dabei um einen handelsüblichen Schaltmagneten, so daß auf eine weitere Be­ schreibung verzichtet werden kann.

Über das Gehäuse des Elektromagneten 16 wird eine Füh­ rungsplatte 18 gegen die stirnseitige Ringstirnfläche der Aufnahme 14 gedrückt. Diese Führungsplatte 18 hat eine sich zum radial verjüngten Teil der Ventilbohrung 12 hin öffnen­ de Durchgangsbohrung, die mit einer konischen Anlageschul­ ter 22 versehen ist.

An dieser Anlageschulter 22 ist kann der dargestellten Ruhestellung des Sitzventils ein kugelförmiger Ventilkörper 24 abgestützt werden. Die Durchgangsbohrung 20 wird deswei­ teren vom Endabschnitt eines Stössels 26 durchsetzt, der am Ventilkörper 24 anliegt.

Die Führungsplatte 18 hat desweiteren einen oder mehre­ ren radial zur Durchgangsbohrung 20 versetzte Durchbrüche 28, die einerseits in einem vom Gehäuse des Elektromagneten 16 begrenzten Raum 30 und andererseits in einem Druckraum 32 münden, der von stirnseitigen Ausdrehungen in der Ring­ stirnfläche der Aufnahme 14 und der daran anliegenden Stirnfläche der Führungsplatte 18 begrenzt ist. Druckraum 32 und Raum 30 sind somit hydraulisch miteinander verbun­ den.

In den im dem Druckraum 32 mündenden Teil der Ventil­ bohrung 12 ist eine Sitzbuchse 34 eingesetzt, die mit einer Stirnfläche in den Druckraum 32 eintaucht. An dieser Stirn­ fläche ist ein Ventilsitz 36 für den Ventilkörper 24 ausge­ bildet. Die Sitzbuchse 34 wird von einem Übertragungselement 38 durchsetzt, das mit einem radial erweiterten Teil in der Innenbohrung der Sitzbuchse 34 geführt ist. An diesem ra­ dial erweiterten Teil sind Längskanäle 40 ausgebildet, die eine Durchströmung der Sitzbuchse 34 ermöglichen. Der ra­ dial verjüngte Teil des Übertragungselementes 38 begrenzt gemeinsam mit dem benachbarten Umfangsabschnitt der Ventil­ bohrung 12 einen Sitzraum 42, in dem eine oder mehrere Schrägbohrungen 44 münden, über die der Tank- oder Arbeits­ anschluß des Ventilgehäuses gebildet wird. Diese Schrägboh­ rung 44 verbindet den Sitzraum 42 mit dem Tankkanal 10. Der radial verjüngte Teil des Übertragungselementes 38 liegt an einem Schiebekörper 46 an, der in dem linken Endabschnitt (Fig. 2) der Ventilbohrung 12 axial verschiebbar geführt ist. Am Außenumfang des Schiebekörpers 46 ist eine Dichtung 48 angeordnet, über die der Sitzraum 42 gegenüber einem Fe­ derraum 50 für eine Druckfeder 52 abgedichtet ist. Dieser Federraum 50 wird von dem Schiebekörper 46 und dem Endab­ schnitt der Ventilbohrung 12 begrenzt.

Der Ventilkörper 24 wird somit durch die an der Stirn­ fläche der Ventilbohrung 42 abgestützte Druckfeder 52, den Schiebekörper 46 und das daran anliegende Übertragungsele­ ment 38 von seinem Ventilsitz 36 abgehoben. Das Ventilge­ häuse 6 ist desweiteren von einem Verbindungskanal 54 durchsetzt, der einerseits in der druckanschlußseitigen Stirnfläche und andererseits im Druckraum 32 mündet. Dieser Längskanal 54 ist durch eine Winkelbohrung gebildet, die aus einem im Axialabstand zur Ventilachse ausgebildeten Bohrungsabschnitt 55 sowie einer schräg angestellten Boh­ rung 56 besteht. Letztere schneidet einen Eckbereich des Federraums 50 an, so daß dieser hydraulisch mit dem Druck­ anschluß P verbunden ist. Der andere Endabschnitt des Ver­ bindungskanals 54 endet im Druckraum 32. Das Druckmittel kann somit vom Druckanschluß P durch den Verbindungskanal 54 hindurch in den Druckraum 32 eintreten und gelangt von dort über die Durchbrüche 28 in den vom Stössel 26 durch­ setzten Raum 30 des Elektromagneten 60, so daß die Ventil­ achse druckausgeglichen ist. Dadurch können die Betäti­ gungskräfte den Ventilkörper 24 minimiert werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ent­ spricht dem in Fig. 1a dargestellten Schaltsymbol. D. h., in der dargestellten Ruhestellung bei unbestromtem Elektro­ magneten 16 ist der Druckanschluß P über den Verbindungska­ nal 55, den Druckraum 32, den vom Ventilsitz 36 abgehobenen Ventilkörper 36, die Längskanäle 40, den Sitzraum 42 und den Schrägkanal 44 mit dem Tankanschluß T verbunden. D. h., das Sitzventil 1 befindet sich in der Ruhestellung in sei­ ner Durchgangsposition, in der Druckmittel vom Druckan­ schluß P zum anderen Anschluß (Tankanschluß T oder Arbeits­ anschluß) strömen kann.

Bei Bestromung des Elektromagneten 26 wird der Stössel 26 in der Darstellung gemäß Fig. 2 nach links bewegt, so daß der Ventilkörper 24 durch die Kraft des Elektromagneten 16 auf seinen Ventilsitz 36 aufgesetzt wird. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Druckraum 32 oder den Raum 30 und dem Tankanschluß T (Arbeitsanschluß) geschlossen, so daß das Druckmittel nicht aus dem Druckraum 32 abströmen kann.

Die Schließbewegung des Ventilkörpers 34 erfolgt gegen die Kraft der Druckfeder 52, die über den Schiebekörper 46 und das Übertragungselement 38 in Wirkverbindung mit dem Ventilkörper 24 steht.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verbindungska­ nals 54 ermöglicht es, diesen einfach durch Bohren von den Stirnflächen des Gehäuses 6 her einzubringen, wobei kein gesonderter Kanal vorgesehen werden muß, um den Verbin­ dungskanal 54 an den Federraum 50 anzubinden.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich in der Ka­ nalführung unterscheidet - die Funktion entspricht jedoch dem in Fig. 1a dargestellten Schaltsymbol. D. h., das in Fig. 3 dargestellte Sitzventil 1 ermöglicht in der Ruhe­ stellung eine Druckmittelströmung vom Druckanschluß P zum anderen Anschluß (Tankanschluß T, Arbeitsanschluß A); diese Verbindung wird bei Bestromung des Elektromagneten durch Aufsetzen des Ventilkörpers 24 auf seinen Ventilsitz 36 ab­ gesperrt. Im folgenden werden für einander entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet, so daß auf eine nochmalige Beschreibung unter Hinweis auf die vorste­ henden Ausführungen verzichtet wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Anschlüsse vertauscht, d. h. der Druckan­ schluß P ist als Radialanschluß und der Tankanschluß T (Arbeitsanschluß A) als Axialanschluß ausgeführt.

Die wesentliche Änderung gegenüber dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Verbindungskanal 54 als schräg verlaufende Sacklochbohrung ausgebildet ist, die sich von der Ringstirnfläche der Aufnahme 14 bis zum Federraum 50 erstreckt. Die Achse dieser Schrägbohrung ist dabei so gewählt, daß der Federraum 50 angeschnitten wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 54 desweiteren nicht durch eine Winkelbohrung sondern durch eine einzige Bohrung gebildet. Selbstverständlich könnte die Winkelbohrung gemäß Fig. 2 auch durch eine einzige schräg angestellte Bohrung ausgeführt werden.

Die Verbindung mit dem nunmehr radial verlaufenden Druckkanal 10 erfolgt über eine Querbohrung 58, die in dem Verbindungskanal 54 mündet und vom Außenumfang her radial in das Ventilgehäuse 58 gebohrt ist.

Das Ventilgehäuse 6 ist desweiteren von einer Längsboh­ rung 60 durchsetzt, die einerseits in der tankanschlußsei­ tigen Stirnfläche und andererseits den Sitzraum 42 an­ schneidet. Dieser Längskanal 60 entspricht somit hinsicht­ lich der Funktion der Schrägbohrung 44 in Fig. 2. Demzu­ folge wird das Druckmittel in der Ruhestellung des Elektro­ magneten 16 über den Querkanal 58 und den Verbindungskanal 54 in den Federraum 50 sowie den Druckraum 32 eingeleitet, so daß die gleichen Druckverhältnisse wie beim vorbeschrie­ benen Ausführungsbeispiel herrschen. Das Druckmittel kann dann bei abgehobenen Ventilkörper 24 über die Längskanäle 40, den Sitzraum 42 und die Längsbohrung 60 zum Tankan­ schluß T hin abströmen. Bei Betätigung des Elektromagneten 60 setzt der Ventilkörper 24 auf dem Ventilsitz 36 auf, so daß die Verbindung zwischen dem radialen Druckanschluß P und dem Tankanschluß T abgesperrt ist.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, dem das Schalt­ symbol gemäß Fig. 1b zugeordnet ist. D. h., das in Fig. 4 dargestellte Sitzventil 1 sperrt in seiner federvorgespann­ ten Ruhestellung die Verbindung zwischen dem Druckanschluß P und dem Tankanschluß T (Arbeitsanschluß A) ab. Diese Ver­ bindung wird bei Bestromung des Elektromagneten 16 geöff­ net.

Die Kanalführung und der Grundaufbau des Ventilgehäuses 6 des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ent­ spricht demjenigen des in Fig. 2 dargestellten Sitzventils 1, so daß diesbezügliche Erläuterungen entbehrlich sind. Die veränderte Ausführung wird im wesentlichen dadurch er­ reicht, daß die Einbaulage des Ventilkörpers 24 und des Übertragungselementes 38 zueinander verändert wird. Gemäß Fig. 4 ist der Ventilkörper 24 zwischen der in die Ventil­ bohrung 12 eingesetzten Sitzbuchse 34 und dem Schiebekörper 46 angeordnet, so daß der Ventilsitz 36 an der in Fig. 4 linken Stirnfläche der Sitzbuchse 34 ausgebildet ist. Das Übertragungselement 38 ist um 180° versetzt eingebaut, so daß der radial verjüngte Teil am Stössel 26 und der andere Endabschnitt am Ventilkörper 24 anliegen.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Axialverschiebung des Ventilkörpers 24 einerseits durch die Sitzbuchse 34 und andererseits durch den Schiebekörper 46 begrenzt ist, kann auf die Führungsplatte 18 gemäß Fig. 2 verzichtet werden.

Da der Ventilsitz 36 nunmehr an der druckfederseitigen Stirnfläche der Sitzbuchse 34 ausgebildet ist, wird der Ventilkörper 24 über den Schiebekörper 46 durch die Kraft der Druckfeder 52 und den Druck im Federraum 50 gegen sei­ nen Ventilsitz 36 vorgespannt. Der Druck im Federraum 50 entspricht etwa dem Druck am Druckanschluß P, der über den Verbindungskanal 54 in den Federraum 50 eingespeist wird. Dadurch ist ein Abströmen des Druckmittels aus dem Raum 30/32 zum Tankanschluß T oder zum Arbeitsanschluß A verhin­ dert. Bei Bestromung des Elektromagneten 16 wird der Ven­ tilkörper 24 über den Stössel 26 und das zwischen geschal­ tete Übertragungselement 38 vom Ventilsitz 36 abgehoben, so daß das Druckmittel aus dem Raum 30 über die Schrägbohrung 44 zum radialen Tankanschluß T abströmen kann.

Für den Fall, daß der zweite Anschluß des Sitzventils 1 als Arbeitsanschluß A ausgeführt ist, sollte im Bereich des Druckanschlusses P ein Rückschlagventil ausgeführt werden, das eine Rückströmung von Druckmittel verhindert.

Wie desweiteren in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist, können die Geometrien des Verbindungskanals 54 und des Fe­ derraums 50 verändert werden, die Durchmesser dieser beiden Räume müssen jedoch stets so gewählt werden, daß ein An­ schneiden durch Einbringen einer Bohrung ermöglicht ist.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Druckanschluß P und der Tankanschluß T vertauscht sind. Die Relativanordnung der beweglichen Bauelemente entspricht da­ bei derjenigen in Fig. 4, während die Kanalführung mit dem als Sackloch ausgeführten Verbindungskanal 54 dem Querkanal 58 und der Längsbohrung 60 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entsprechen. Dem Sitzventil 1 gemäß Fig. 5 ist ebenfalls das Schaltsymbol gemäß Fig. 1b zuzuordnen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen das Sitzventil 1 als 3/2-Wegesitzventil ausge­ führt ist.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, dem das Schalt­ symbol gemäß Fig. 1c zugeordnet werden kann. Das darge­ stellte Sitzventil 1 hat einen axialen Druckanschluß P und zwei Radialanschlüsse A, T, die in einem radialen Arbeits­ kanal 64 und dem Tankkanal 10 des Ventilblocks münden.

Der Elektromagnet 16 ist wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen in die radial erweiterte Aufnahme 14 eingeschraubt und begrenzt mit seinem Befestigungsabschnitt den rückwärtigen Raum 30, in dem die Ventilbohrung 12 mün­ det. Letztere ist wiederum als Sacklochbohrung ausgeführt und hat im Abstand zur Ringstirnfläche der Aufnahme 14 ei­ nen Radialeinstich 66, durch den ein Raum gebildet wird, der dem Sitzraum 42 gemäß Fig. 2 entspricht. Dieses Be­ zugszeichen wird daher im folgenden für den durch den Ra­ dialeinstich 66 gebildeten Raum beibehalten.

In die beiden an den Radialeinstich 66 angrenzenden Ab­ schnitte der Ventilbohrung 12 sind zwei axial beabstandete Sitzbuchsen 34, 35 eingesetzt, über die jeweils ein Ventil­ sitz 36 bzw. 37 für den dazwischen angeordneten Ventilkör­ per 24 ausgebildet ist. Beide Sitzbuchsen 34, 35 werden je­ weils von einem Übertragungselement 38, 39 durchsetzt, wo­ bei die radial verjüngten Endabschnitte jeweils vom Ventil­ körper 24 wegweisend angeordnet sind.

Die Ventilbohrung 12 hat im Anschluß an die in Fig. 6 linke Sitzbuchse 35 einen Abschnitt, der in einen Entla­ stungsraum 68 endet, der über zumindest über eine radial verlaufende Tankbohrung des Ventilgehäuses 6 mit dem Tank­ kanal 10 verbunden ist.

In diesen Entlastungsraum 68 taucht der radial zurück­ gesetzte Endabschnitt des Übertragungselementes 39 ein, das an der benachbarten Stirnfläche des Schiebekörpers 46 abge­ stützt ist. Dieser wird über die Druckfeder 52 in Richtung auf den Ventilkörper 24 vorgespannt. Das Ventilgehäuse 6 wird ähnlich wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel von einem als Winkelbohrung ausgeführten Ver­ bindungskanal 54 durchsetzt, der den Federraum 50 anschnei­ det und einerseits im axialen Druckkanal und andererseits im Raum 30 endet. Der radial verjüngte Endabschnitt des Übertragungselementes 38 liegt am Stössel 26 des Elektroma­ gneten 16 an.

Wie desweiteren in Fig. 6 entnehmbar ist, ist der durch den Radialeinstich 66 gebildete Sitzraum 42 über ei­ nen Schrägkanal 72 und eine darin mündende Radialbohrung 74 mit dem Arbeitskanal 64 verbunden ist. Bei dem dargestell­ ten Ausführungsbeispiel ist der Schrägkanal 62 von der druckanschlußseitigen Stirnfläche her in das Ventilgehäuse 6 gebohrt und mittels eines Verschlußstopfens 76 einseitig verschlossen.

In der dargestellten Ruhestellung wird das Druckmittel vom Druckanschluß P über den Verbindungskanal 54 in den Raum 30 eingespeist. Dieser Druck ist auch im Federraum 50 wirksam, so daß die Ventilachse druckausgeglichen ist. Da der Ventilkörper 24 auf dem Ventilsitz 36 aufsitzt, kann das Druckmittel nicht über die Längskanäle 40 des Übertra­ gungselementes 38 vom Druckraum 30 in den Sitzraum 42 ab­ strömen. Das Druckmittel kann vom Arbeitsanschluß A über die Radialbohrung 74, den Längskanal 72, den Sitzraum 42, den vom Ventilsitz 37 abgehobenen Ventilkörper 24, die Längskanäle 40 des Verbindungselementes 39, den Entla­ stungsraum 68 und die Tankbohrung 70 zum Tank T hin abströ­ men, so daß der Druck am Arbeitsanschluß A abgebaut wird.

D. h., in der federvorgespannten Ruhestellung ist der Druckanschluß P abgesperrt, während der Arbeitsanschluß A mit dem Tankanschluß T verbunden ist. Bei Bestromung des Elektromagneten wird der Ventilkörper 24 von seinem Ventil­ sitz 36 abgehoben und setzt auf dem anderen Ventilsitz 37 auf. Dadurch wird die hydraulische Verbindung zwischen dem Raum 30 und dem Sitzraum 42 geöffnet, so daß Druckmittel mit dem Druck am Druckanschluß P vom Druckraum 30 über die Längskanäle 40 des Übertragungselementes 38 in den Sitzraum 42 einströmen kann. Ein Abströmen des Druckmittels zum Ent­ lastungsraum 68 ist verhindert, da der Ventilkörper 24 auf dem Ventilsitz 37 aufsitzt.

Das Druckmittel wird in dieser Schaltposition vom Sitz­ raum 42 über den Schrägkanal 72 und die Radialbohrung 74 zum Arbeitsanschluß A geführt, so daß der daran angeschlos­ sene Verbraucher mit Druckmittel versorgt wird. D. h., bei Bestromung des Elektromagneten 16 ist der Druckanschluß P mit dem Arbeitsanschluß verbunden, während der Tankanschluß T abgesperrt ist.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Druckanschluß P und der Arbeitsanschluß A vertauscht sind, d. h., der Druckanschluß P ist als Radialanschluß ausge­ führt, während der Arbeitsanschluß A ein Axialanschluß ist. Dies wird ähnlich wie bei dem in Fig. 3 dargestellten Aus­ führungsbeispiel dadurch bewirkt, daß der Verbindungskanal 54 zum Axialanschluß hin verschlossen wird. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine Sack­ lochbohrung ausgebildet, bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Durchgangsbohrung einge­ bracht, die durch einen Verschlußstopfen 76 stirnseitig verschlossen ist. Die Verbindung mit dem radialen Druckan­ schluß P erfolgt wiederum über den Querkanal 58, der die Ventilgehäusewandung in Radialrichtung durchsetzt. Der axiale Arbeitsanschluß A ist über eine schräg verlaufende Längsbohrung 60 mit dem Sitzraum 42 verbunden, so daß der Arbeitsanschluß A je nach Ansteuerung des Elektromagneten 16 entweder mit dem Raum 30 und damit mit dem Druck am Druckanschluß P oder mit dem Entlastungsraum 68 und somit mit dem Tank T verbindbar ist. Diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls das Schaltsymbol gemäß Fig. 1c zugeordnet.

Die Fig. 8 und 9 betreffen zwei Ausführungsbeispiele durch die das 3/2-Wegesitzventil gemäß Fig. 1d realisiert ist.

Der Aufbau des Ventilgehäuses entspricht dabei im we­ sentlichen wiederum demjenigen der vorbeschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiele gemäß Fig. 6 bzw. Fig. 7, so daß im fol­ genden nur auf die sich unterscheidenden Merkmale eingegan­ gen wird.

Bei dem in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbei­ spielen ist der Druckanschluß P bei unbestromtem Elektroma­ gneten 16 mit dem Arbeitsanschluß A verbunden, während der Tankanschluß abgesperrt ist. Bei Bestromung des Elektroma­ gneten 16 wird der Arbeitsanschluß A mit dem Tankanschluß verbunden und der Druckanschluß P abgesperrt.

Im Unterschied zu den anhand der Fig. 6 und 7 be­ schriebenen Ausführungsbeispielen ist in das Ventilgehäuse 6 lediglich eine einzige Sitzbuchse 34 eingesetzt, an deren Stirnflächen jeweils einer der Ventilsitze 36, 37 ausgebil­ det ist. Diesen ist jeweils ein Ventilkörper 24, 25 zuge­ ordnet, die wechselweise auf den zugeordneten Ventilsitz 36 bzw. 37 aufsetzbar sind. Zwischen den beiden Ventilkörpern 24, 25 erstreckt sich ein Koppelstück 78, das entweder mit einem geringeren Durchmesser als die Innenbohrung der Sitz­ buchse 34 ausgeführt ist oder an seinem Außenumfang Längs­ nuten trägt, die eine Druckmittelströmung zwischen den Ven­ tilsitzen ermöglicht.

Die Stirnflächen 82 des Koppelstücks 78 sind ballig mit dem Krümmungsradius der Ventilkörper 24, 25 ausgeführt, so daß das Koppelstück mit Bezug zur Sitzbuchse 34 zentriert wird.

Die Sitzbuchse 34 wird mittig von Radialdurchbrüchen 80 durchsetzt, über die der zwischen dem Koppelstück 78 und der Innenumfangswandung der Sitzbuchse 34 ausgebildete Raum mit dem Sitzraum 42 verbunden ist.

Der Ventilkörper 25 befindet sich gemäß Fig. 8 im Be­ reich des Entlastungsraums 68 und wird über den Schiebekör­ per 46 und die Druckfeder 52 gegen den Ventilsitz 37 vorge­ spannt. Der andere Ventilkörper 24 ist in der Führungsplat­ te 18 axial verschiebbar geführt, deren Aufbau identisch mit dem der Führungsplatte gemäß Fig. 2 ist. D. h., der Ventilkörper 24 wird durch die Kraft der Druckfeder 52 von seinem Ventilsitz 36 abgehoben und gegen den Stössel 26 vorgespannt oder in Anlage an der Anlageschulter 22 gehal­ ten. Der sonstige Aufbau entspricht demjenigen des in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Bei unbestromtem Elektromagneten kann das Druckmittel vom Druckanschluß P über den Verbindungskanal 54, den zwi­ schen Führungsplatte 18 und Ventilgehäuse 6 ausgebildeten Druckraum 32, den vom Ventilsitz 36 abgehobenen Ventilkör­ per 24, entlang dem Koppelstück 78, und über die Radial­ durchbrüche 80, den Sitzraum 42, den Schrägkanal 72 und die Radialbohrung 74 zum Arbeitsanschluß A strömen. Im Feder­ raum 50 sowie im Raum 30 wirkt dabei etwa der gleiche Druck. Die Verbindung des Sitzraums 42 mit dem Entla­ stungsraum 68 ist durch den auf seinem Ventilsitz 37 auf­ sitzenden Ventilkörper 25 abgesperrt.

Bei Bestromung des Elektromagneten 16 wird der Ventil­ körper 24 in der Darstellung gemäß Fig. 8 nach links be­ wegt, so daß er auf seinem Ventilsitz 36 aufsitzt, während der Ventilkörper 25 vom Ventilsitz 37 abgehoben wird.

Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Druckanschluß P und dem Arbeitsanschluß A abgesperrt, während die Verbin­ dung zwischen dem Sitzraum 42 und dem Tankanschluß T aufge­ steuert wird, so daß das Druckmittel vom Arbeitsanschluß A über die Radialbohrung 74, den Schrägkanal 72, den Sitzraum 42, die Radialdurchbrüche 80, den Strömungskanal zwischen dem Koppelstück 78 und der Sitzbuchse 34, den Entlastungs­ raum 68 und die Tankbohrung 70 zum Tankanschluß T hin ab­ strömen kann. Der Ventilkörper 24 wird dabei durch den Druck im Druckraum 30 zusätzlich mit einer Druckkraftresul­ tierenden Richtung auf den Ventilsitz 36 beaufschlagt, so daß eine dichte Anlage gewährleistet ist.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind wiederum der Druckanschluß P und der Arbeitsanschluß A miteinander vertauscht, wobei die Kanalführung mit dem über einen Verschlußstopfen 76 verschlossenen Verbindungskanal 54, dem Querkanal 58 und der Längsbohrung 60 dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 7 entspricht, während die Sitz­ buchse 34, das Koppelstück 78 und die beiden zugeordneten Ventilkörper 24, 25 praktisch identisch mit dem vorbe­ schriebenen Ausführungsbeispiel sind.

Fig. 10 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel mit einer veränderten Kanalführung.

Das in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls als 2-Kugelsitzventil ausgebildet und entspricht im prinzipiellen Aufbau den in den Fig. 8 und 9 darge­ stellten C-Versionen.

Das Koppelstück 78 des in Fig. 10 dargestellten Aus­ führungsbeispiels ist gleitend in der Innenbohrung der Sitzbuchse 34 geführt, d. h., der Außendurchmesser des Kop­ pelstücks 78 entspricht etwa dem Sitzdurchmesser der Sitz­ buchse 34. Am Außendurchmesser des Koppelstücks 78 sind Ab­ flachungen 84 oder Kanäle ausgebildet, die gemeinsam mit der Innenumfangswandung der Sitzbuchse 34 Längskanäle zur Druckmittelführung bilden.

Der mittlere Bereich des Koppelstücks 78 ist mit einer doppelkonischen Einschnürung 86 versehen, die den Mündungs­ bereich der Radialdurchbrüche 80 umgreift. In diesem Mün­ dungsbereich ist in der Innenbohrung der Sitzbuchse 34 eine flache Ringnut 88 ausgebildet, die gemeinsam mit der Ein­ schnürung 86 einen Verteilerraum 90 begrenzt, in dem die durch die Abflachungen 84 gebildeten Längskanäle münden, über die das Druckmittel zum jeweiligen Ventilsitz 36 oder 37 geführt wird.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schrägkanal 72 als Durchgangsbohrung ausgebildet, die sich von der druckanschlußseitigen Stirnfläche bis in die Ringstirnfläche der Aufnahme 14 erstreckt. Das aufnah­ meseitige Ende des Schrägkanals 73 ist über einen Ver­ schlußstopfen 10 verschlossen, der von der Aufnahme 14 her eingeschraubt wird. Die Verbindung des Schrägkanals 72 mit dem Radialeinstich 66 erfolgt über eine Schrägbohrung 92, deren Achse derart geneigt ist, daß sie von der Aufnahme her in das Ventilgehäuse einbohrbar ist.

Die Führung des Ventilkörpers 24 erfolgt über einen Einsatz 94, der in das Gehäuse des Elektromagneten 16 ein­ gesetzt ist. Dieser Einsatz 94 wird vom Stössel 26 durch­ setzt und ist im Mündungsbereich erweitert, so daß eine Führung für den Ventilkörper 24 geschaffen wird. Durch den Entfall der Führungsplatte 18 fallen bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der Raum 30 und der Druckraum 32 zusammen.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kanalführung gegenüber den vorbeschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen nochmals wesentlich vereinfacht, so daß die Fertigungskosten weiter absenkbar sind. Desweiteren werden die Druckverluste bei der Rückströmung des Druckmittels vom Verbraucher zum Tank durch die Ausbildung des Verteiler­ raums 90 verringert.

Hinsichtlich der Funktion des in Fig. 10 dargestellten Ventils sei auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 verwiesen.

Offenbart ist ein direkt betätigtes Sitzventil mit druckausgeglichener Ventilachse, bei dem der Federraum für zumindest einen Ventilkörper mit dem Druckanschluß über ei­ nen Verbindungskanal verbunden ist, der derart schräg zur Ventilachse angestellt ist, daß er den Federraum anschnei­ det. Durch diese Ausführung ist es nicht erforderlich, ra­ dial verlaufenden Kanäle zur hydraulischen Anbindung des Federraums vorzusehen, so daß der fertigungstechnische Auf­ wand gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert ist.

Claims (12)

1. Sitzventil mit zumindest einem in einer Ventilbohrung (12) geführten Ventilkörper (24, 25), dem zumindest ein Ventilsitz (36, 37) zugeordnet ist, und über den ein Druckanschluß (P) mit zumindest einem Arbeits- oder Tankanschluß (A, T) verbindbar ist, wobei der Ventil­ körper (24, 25) mittelbar oder unmittelbar über eine Druckfeder (52) in Richtung auf den Ventilsitz (36, 37) vorgespannt und über einen Elektromagneten (16) in der Gegenrichtung beaufschlagbar ist, wobei im Federraum (50) etwa der gleiche Druck wie an einer ventilsitzsei­ tigen Stirnfläche des Ventilkörpers (24, 25) anliegt, so daß die Ventilachse druckausgeglichen ist, dadurch gekennzeichnet ist, daß im Ventilgehäuse (6) ein zumin­ dest abschnittsweise schräg zur Ventilachse verlaufen­ der Verbindungskanal (54) ausgebildet ist, der einer­ seits den Federraum (50) anschneidet und andererseits in einem an den ventilsitzseitigen Endabschnitt des Ventilkörpers (24, 25) angrenzenden Druckraum (30, 32) mündet.

2. Sitzventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ventilgehäuse (6) patronenförmig ausgebil­ det ist und der Druckanschluß (P) ein Axialanschluß ist, und daß sich der Verbindungskanal (54) von der druckanschlußseitigen Stirnfläche des Ventilgehäuses (6) bis zum Druckraum (30, 32) erstreckt, wobei der an­ dere Anschluß (A, T) als Radialanschluß ausgebildet ist, und über einen Kanal (44, 72) mit einem an den Ventilsitz (36, 37) angrenzenden Sitzraum (42) zwischen dem rückseitigen Druckraum (30, 32) und dem Federraum (50) verbunden ist.

3. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (6) patronenförmig ausgebildet ist und der Druckanschluß (P) ein Radialanschluß ist, der über einen Querkanal (58) mit dem Verbindungskanal (54) verbunden ist, der im Bereich des Federraums (50) en­ det, wobei der andere Anschluß (A, T) als Axialanschluß ausgebildet ist, der über eine Längsbohrung (60) mit einem an den Ventilsitz (36, 37) angrenzenden Sitzraum (42) zwischen dem rückseitigen Druckraum (32) und dem Federraum (50) verbunden ist.

4. Sitzventil nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verbindungskanal (54), der Kanal (44, 72) und/oder die Längsbohrung (60) durch das Ge­ häuse in Längsrichtung durchsetzende Bohrungsabschnitte gebildet sind, die ggf. einseitig durch einen Ver­ schlußstopfen 76 verschlossen sind.

5. Sitzventil nach einem der vorhergehenden Patentansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen Druckfeder (52) und Ventilkörper (25) zumindest ein Schiebekörper (46) angeordnet ist, der dichtend in der Ventilbohrung (12) geführt ist, und daß der Ventilsitz (36, 37) an einer in die Ventilbohrung (12) eingesetz­ ten Sitzbuchse (34, 35) ausgebildet ist.

6. Sitzventil nach Patentanspruch 5 und Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilkörper (24) ein weiterer Ventilsitz (37) zugeordnet ist, so daß der Ventilkörper (24) durch die Wirkung der Druck­ feder (52) und des Elektromagneten (16) wechselweise gegen einen der Ventilsitze (36, 37) vorspannbar ist, wobei der Sitzraum (42) zwischen den beiden Ventilsit­ zen (36, 37) angeordnet ist.

7. Sitzventil nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilsitze (36, 37) an einander zuweisen­ den Stirnseiten zweier in die Ventilbohrung (12) einge­ setzter Sitzbuchsen (34, 35) oder an den beiden Stirn­ seiten einer einzigen Ventilbuchse (34) ausgebildet sind.

8. Sitzventil nach Patentanspruch 7 zweite Alternative, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Ventil­ körpern (24, 25) ein die Sitzbuchse (34) durchsetzendes Koppelstück (78) angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, daß Druckmittel zwischen den Ventilsitzen (36, 37) und dem Sitzraum (42) strömen kann, der durch einen Ra­ dialeinstich (66) im Ventilgehäuse (12) gebildet ist, in dem Radialdurchbrüche (80) der Sitzbuchse (34) mün­ den.

9. Sitzventil nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Koppelstück (68) Abflachungen (86) oder Längskanäle zur Druckmittelführung hat.

10. Sitzventil nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen einem Ventilkörper (24) und einem in den rückseitigen Druckraum (30, 32) eintauchenden Stössel (26) des Elektromagneten (16) ein Übertragungselement (38) angeordnet ist, das die Sitz­ buchse (34) durchsetzt und mit Längskanälen (40) verse­ hen ist, so daß Druckmittel vom Druckraum (30, 32) zum Ventilsitz (36) strömen kann.

11. Sitzventil nach einem der Patentansprüche 5 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, wobei der Druck- oder der Arbeitsan­ schluß (P, A), als Axialanschluß und ein Tankanschluß (T) und der jeweils andere Anschluß (A, P) als Ra­ dialanschluß ausgebildet sind und der Tankanschluß (T) über eine Tankbohrung (70) in einem an einen der Ven­ tilsitze (36, 37) angrenzenden Entlastungsraum (68) mündet, in den auch der den Federraum (50) abdichtende Schiebekörper (46) eintaucht.

12. Sitzventil nach einem der vorhergehenden Patentansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als 2/2-We­ geventil ausgeführt ist, wobei ein Anschluß (P; A, T) als Radialanschluß und der jeweils andere Anschluß (A, T; P) als Axialanschluß ausgebildet sind.