ELECTROMAGNETICALLY OPERATED MULTIPLE-WAY HYDRAULIC VALVE

Abstract: 1. A multi-position multiple-way hydraulic valve, particularly for control purposes in underground mining operations or for similar fail-safe applications, wherein the hydraulic medium employed is water or an oil-water emulsion at a high pressure of for instance up to 500 bar, comprising a low-current actuating solenoid (5) mounted on a valve housing (2) having a pressure inlet (17) opening into a valve bore (9) containing movable valve elements (10) and having at least one further connection (16, 18) opening thereinto, characterized in that said pressure inlet (17) has inserted therein a throttling member (19) formed as a cascade throttle having a determined fixed throttling factor.

Description: Elektromagnet-betätigtes Mehrstellungs/ Mehrwege-Hydraulikventil Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Mehrstellungs/Mehrwege Hydraulikventil, insbesondere 3/2-Wege-Ventil, mit Betätigung durch einen mit Schwachstrom betreibbaren Elektromagneten, zur Verwendung bei Steuerungen im Bergbau-Untertage-Betrieb oder ähnlichen eigensicheren Anendungen, wobei als Druckmedium Wasser oder eine Ö1/ .Wasser-Emulsion verwendet ist, mit einem Gehäuse und einem an eine Druckquelle angeschlossenen Versorgungsanschluss zu einer Ventilelemente enthaltenden Ventilbohrung, in die wenigstens ein Verbraucher- und ein Rücklaufanschluss münden. Derartige, bei normalen Betriebsbedingungen durchElek- tromagneten betätigbare Hydraulikventile werden als eigensicher bezeichnet, weil auch in einer explosionsgefährdeten Umgebung gewährleistet bleibt, dass eine Stö rung in der elektrischen Versorgung der Magneten zu keiner Explosion führen kann, und weil diese Ventile bei Ausfall der elektrischen Versorgung selbsttätig eine Stellung einnehmen, in der beispielsweise die Verbindung von der Druckquelle zu einem Verbraucher selbsttätig unterbrochen wird. Durch den Einsatz von Wasser oder von Ol/Wasser-Emulsionen als Druckmedium treten bei den häufig notwendigen Betriebsdrücken bis zu 500 bar mechanische Schäden und starke Abnutzungen an den Ventilelementen und im Ventil selbst auf. Der Grund dafür ist vermutlich, dass Wasser oder Ol/Wasser-Emulsi- onen weitaus weniger zähe Druckmedien sind als reines Hydrauliköl oder eine Hydraulikflüssigkeit, bei denen im gleichen Dru^Xbereich keine solchen Wirkungen auftreten. Diese mechanischen Schäden bei Wasser oder Ol/Wasser-Emulsionen als Druckmedium treten bei Speicherbetrieb oder grossen Pumpenförderströmen auf und führen frühzeitig Funktionsstörungen in dem Ventil herbei. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulikventil der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei den angegebenen Betriebsdrücken und trotz des Einsatzes von Wasser oder Ö1/ Wasser-Emulsionen mechanische Schäden oder eine starke Abnutzung innerhalb des Hydraulikventils vermieden werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in dem Versorgungsanschluss des Ventilgehäuses eine Easka- den-Drossel eingesetzt ist. Hierdurch lassen sich überraschend mechanische Schäden oder eine rasche Abnutzung im Inneren des Ventils und an den Ventilelementen zuverlässig auch dann vermeiden, wenn bei Betriebsdrücken bis zu 500 bar als Druckmedium Wasser oder eine Ol/Wasser-Emulsion verwendet wird. In der Kaskaden-Drossel wird ein Teil der Energie im Druckmedium abgebaut, wobei dieser Abbau nicht schlagartig, sondern in einzelnen Stufen erfolgt, so dass die Elemente der Xaskaden-Drossel spezifisch verhältnismässig wenig belastet werden und nur in vernachlässigbarem Masse verschleissen. Die Kaskaden-Drossel schützt das Eydraulik- ventil besonders bei Speicherbetrieb oder bei grossen Pumpenförderströmen gegen den schädlichen Einfluss des Druckmediums. Durch Auswahl einer Kaskaden-Drossel mit einem bestimmten Drosselfaktor kann das System an die jeweiligen Betriebsbedingungen, d.h. den Betriebsdruck, die Förderleistung und dergleichen, sowie die Viskosität des Druckmediums, die vom Mischungsverhältnis des öls mit dem-Wasser abhängt, angepasst werden. Vorzugsweise ist die Easkade-r-Drossel im Ventilgehäuse in den Versorgungsanschluss eingesteckt. Der dafür notwendige, bauliche und technische Hauswand zum Unterbringen der Kaskaden-Drossel ist gering. Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn die Easkaden-Dros- sel eine Vielzahl von in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Blendenplatten mit quer zur Strömungsrichtung zueinander versetzten Blendenöffnungen enthält, wobei die Blendenplatten durch in bezug auf die Dicke der Blendenplatten dünne Zwischenplatten mit gegenüber den Blendenöffnungen grösseren Durchgangsöffnungen voneinander getrennt sind. In dieser Kaskaden-Drossel wird die Strömung mehrfach umgelenkt und mehrfach gedrosselt, wobei die einzelnen Teile einer spezifisch geringen Belastung unterworfen werden. Diese Kaskaden-Drossel ist kompakt aufgebaut. Ihre Einzelteile bleiben auch nach langem Betrieb zuverlässig lagegesichert. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Elektromagnet-Hydrau likventils, Fig. 2 eine Druntersicht unter das Elektromagnet Hydraulikventil von Fig. 1, und Fig. 3 eine Ausführungsform einer in das Elektromagnet Bydraulkventil gemäss den Fig. 1 und 2 einge setzten Kaskaden-Drossel im Axialschnitt und in einer im Massstab vergrösserten Darstellung. Ein Elektromagnet-Hydraulikventil 1 in Gestalt eines schlanken Turmes besteht aus einem Hydraulikventil Gehäuse 2, das von einem aufgesetzten Bauteil 3 zum Teil umgriffen wird. Auf dem Teil 3 ist ein Zwischenstück 4 aufgesetzt, das einen Magnetteil 5 mit einem aufgecetz- ten Kopf 6 trägt. Am Kopf 6 ist ein Leitungsanschluss 7 erkennbar, der zusammen mit dem Kopf 6 um 1800 (strich- punktiert angedeutet) verdreht festgelegt werden kann. Der gesamte Aufbau lässt sich mit das Ventilgehäuse 2 durchsetzenden Befestigungsschrauben 8 (siehe auch Fig. 2) auf einer nicht dargestellten Montageschiene oder einem Verteilerstück festlegen, in dem dann weiterführende Kanäle angeordnet sind. Das Ventilgehäuse 2 wird von einer Ventilbohrung 9 durchsetzt, in der Ventilelemente 10 enthalten sind. Die Ventilelemente 10 werden durch eine Schraube 11 der Ventilbohrung 9 lagegesichert. Ein Betätigungsstössel 12 ragt am der Schraube 11 abgewandten Ende aus dem Ventilge häuse 2 heraus und arbeitet mit einem Schwenkhebel 13 zusammen, der um ein Drehlager 14 um Teil 3 schwenkbar gelagert ist. Das freie Ende des Hebels 13 liegt an einem Druck stössel 15 an, der beispielsweise bei Erregen des Elektromagneten in der Fig. 1 nach unten bewegt wird. In etwa in der Ii. Längsmittelebene des Ventilgehäuses 2 mündet ein Anschluss 16 (siehe Fig. 2) in die Ventilbohrung 9. Seitlich dazu versetzt münden ferner ein Versorgungsanschluss 17 und ein Rücklaufanschluss 18 in die Ventilbohrung 9. Durch Betätigung der Ventilelemente 10 mittels des Stössels 12 und des Hebels 13 kann bei dieser Ausführung des Hydraulikventils (Dreiwege/Zweistellungs Ventil) entweder der Versorgungsanschluss 17 mit dem Verbraucheranschluss 16 verbunden werden, wobei der Rücklaufanschluss 18 abgesperrt bleibt, oder es lässt sich der Verbraucheranschluss 16 mit dem Rücklaufanschluss 18 verbinden, wobei der Versorgungsanschluss 17 gegenüber dem Verbraucheranschluss 16 abgesperrt bleibt. Diese Funktionen sind bekannt, wie auch die Ventilelemente 10, so dass darauf nicht näher einzugehen ist. In den Versorgungsanschluss 17 ist eine Kaskaden-Drossel 19 eingesetzt, vorzugsweise eingesteckt, die im Detail aus Fig. 3 hervorgeht. Die Kaskaden-Drossel 19 besitzt ein topfförmiges Aussengehäuse 20 mit einer Auslassöffnung 21 und einer dieser gegenüber grösseren Einlassöffnung 22. Das Aussengehäuse 20 ist am der Auslassöffnung 21 zugewandten Ende kegelförmig angespitzt, während es der Öffnung 22 zugewandt einen verdickten, umlaufenden Rand 24 besitzt, mit dessen Unterseite es gegen eine Schulter in der Anschlussöffnung anliegen kann. Im Inneren des Aussengehäuses 20 ist eine Stufenbohrung 34 vorgesehen, die am einen Ende von einer Schulter 25 begrenzt wird. Zwischen der Einlassöffnung 22 und der Bohrung 34 befindet sich eine weitere Schulter 27. In die Innenbohrung sind Blendenplatten 28a bis 28f mit im Verhältnis zur Auslassöffnung 21 kleindurchmessrigen Blendenöffnungen 29 in Strömungsrichtung hintereinander gesetzt. Zwischen jeweils zwei Blendenplatten ist eine Zwischenplatte 30 mit einer im Verhältnis zur Grösse der Blendenöffnungen 29 grösseren Durchgangsöffnung 31 eingesetzt. Die Blendenöffnungen 29 jeweils zweier benachbarter Blendenplatten sind quer zur Längsrichtung der Kas- kaden-Drossel 19 zueinander versetzt. Das Paket der Blendenplatten 28a bis 28f mit den dazwischenliegenden Zwischenplatten 30 ist dadurch in der Bohrung 34 lagegesichert, dass das Aussengehäuse bei 26 verstemmt oder in anderer Weise verformt wurde. In der Einlassöffnung 22 liegt ein Schmutzsieb 32 auf der Schulter 27 auf, das eine Vielzahl kleiner und axial verlaufender Durchgangsöffnungen 33 aufweIst. Das Sieb 32 ist in die Einlassöffnung 22 eingepresst. Der Versorgungsanschluss 17 des Ventilgehäuses 2 ist in seiner Grösse und seinem Durchmesser exakt auf die äusseren Abmessungen der Kaskaden-Drossel 19 abgestimmt, so dass diese ggf.durch Einpressen sicher an Ort und Stelle gehalten wird. Gegebenenfalls ist die Tiefe des Versorgungsanschlusses grösser als die Länge der Easkaden- Drossel 19, so dass diese durch einen hinter ihr-einge- setzten Federring im Versorgungsanschluss gehalten wird. Nach Entnahme des Federrings kann die jeweils verwendete Kaskaden-Drossel einfach gegen eine Kaskaden-Drossel mit einem anderen Drosselfaktor ausgetauscht werden. Es genügt auch, wenn die Easkazen-Drossel nur in die Anschlussöffnung eingesteckt und darin von einem Anschluss- bauteil zum Zuführen des Druckmediums lagegesichert wird. Zur Abdichtung kann dabei auch ein O-Ring verwendet werden.

Claims: Patentansprüche 1. Mehrstellungs/Mehrwege-Eydraulikventil, insbesondere 3/2-Wege-Ventil, mit Betätigung durch einen mit Schwachstrom betreibbaren Elektromagneten, zur Ver wendung bei Steuerungen im Bergbau-Untertage-Betrieb oder ähnlichen eigensicheren Anwendungen, wobei als Druckmedium Wasser oder eine öl/Wasser-Emulsion ver wendet ist, mit'einem Ventilgehäuse und einem an eine Druckquelle angeschlossenen Versorgungsanschluss zu einer Ventilelemente enthaltenden Ventilbohrung, in die wenigstens ein Verbraucher- und ein Rücklaufan schluss münden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass in dem Versorgungsanschluss (17) des Ventilge häuses (2) eine Kaskaden-Drossel (19) eingesetzt ist. 2. Mehrstellungs/Mehrwege-EydrauliRventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , - dass die Kaskaden-Drossel (19) im Ventilgehäuse (2) in den Versorgungsanschluss (17) eingesteckt und ggf. darin durch einen Federring lagegesichert ist. 3. Mehrstellungs/Mehrwege-Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kaskaden-Drossel (19) eine Vielzahl von in Strömungsrichtung hintereinan derliegenden Blendenplatten (28a bis 28f) mit quer zur Strömungsrichtung zueinander versetzten Blenden- öffnungen (29) enthält, wobei die Blendenplatten durch in bezug auf die Dicke der Blendenplatten dünne Zwischenplatten (30) mit gegenüber den Blendenöffnun gen (29) grösseren Durchgangsöffnungen (31) vonein ander getrennt sind.

Inventors: BRUNNER, RUDOLF
Applicants: HEILMEIER & WEINLEIN FABRIK FUR OEL-HYDRAULIK GMBH & CO. KG
Application year: 1981
Main classification: F16K11
IPC codes: F16K47, F16K31, F16K11