EQUALIZING VALVE

Abstract: 1. Equalizing valve (10) having a bore (14) to which a first line (22) and, on both sides of the latter at a mutual distance, a second and third line (18, 20) are connected and in which bore, on both sides of the first line (22), a valve allowing and preventing the flow of a pressure medium from the second and third lines (18, 20) to the first line (22) is provided in each case, these valves having closure elements (36, 38) coming into abutment against valve seats (26, 28) at the end of the second and third lines (18, 20) and which can bear alternately against a spacer (30, 30', 30") slidably arranged in the valve bore (14) and having a cylindrical portion (32, 32', 32"), the spacer being provided in the region of its end faces with at least three parts (34, 34', 34") extending radially outwards from the cylindrical portion (32, 32', 32") for aligning the spacer (30, 30', 30") in the valve bore, characterised in that the closure elements (36, 38) can each be loaded by means of a spring (40, 42) towards the valve seats (26, 28) and the radial parts (34, 34', 34") are in the form of vanes with parallel side faces and/or of radial pins, cutaways (35, 35") being worked into the top edges of the vanes (34, 34") in the region of the end faces of the spacer (30, 30', 30") and/or the end faces of the cylindrical portion (32') being of convex form, while if the end faces are of non-convex form the radial pins (34') are arranged at a distance from the end faces of the cylindrical portion (32').

Description: Ausgleichventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausgleichventil mit einer Ventilbohrung, an die eine erste Leitung sowie beiderseits dieser mit gegenseitigem Abstand eine zweite und dritte Leitung angcschlossen sind und in der beiderseits der ersten Leitung je ein den Fluss eines Druckmediums von der zweiten und dritten Leitung zur ersten Leitung zulassendes bzw. unterbindendes Ventil vorgesehen ist, dessen Verschlusselemente unter der Wirkung je einer Feder gegen einen in der Ventilbohrung verschiebbar angeordneten, einen Zylinderteil aufweisenden Distanzhalter anliegen. Bei diesem Ausgleichventil (US-A-2 774 369) ist der Distanzhalter in zwei Ventilkörpern geführt und so ausgebildet, dass bei gleichen Druckverhältnissen in der zweiten und dritten Leitung die Verschlusselemente nicht auf ihren Ventilsitzen aufsitzen. Damit ein Durchfluss von der zweiten und dritten Leitung zur ersten Leitung erfolgen kann, sind Kanäle in den Ventilkörpern eingearbeitet. Die Lagerung des als zylindrische Stange ausgebildeten Distanzhalters in den Ventilkörpern bedeutet ein aufwendiges Herstellungsverfahren, da genaue Toleranzen etc. eingehalten werden müssen. Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird in einer einfacheren Ausbildung des Ausgleichventils, insbesondere im Bereich des Distanzhalters gesehen. Diese Aufgabe ist gemäss der Erfindung dadurch gelöst worden, dass der Zylinderteil mit Radialteilen zum Ausrichten des Distanzhalters in der Ventilbohrung versehen ist. Auf diese. Weise ist das Ausgleichventil derart ausge- bildet, dass der Distanzhalter in einfacher Weise in der Ventilbohrung geführt werden kann und genügend Durchgänge zwischen den Radialteilen aufweist, durch die das unter Druck stehende Medium von den zweiten und dritten Leitungen leicht in die erste Leitung an dem Zylinderteil vorbeiströmen kann. Darüber hinaus ist diese Ausbildung kostengünstig herzustellen und gegen Verschmutzungen relativ unempfindlich. Bei einem Ausgleichventil, bei dem die Verschlusselemente der Ventile unter der Wirkung der Federn gegen Ventilsitze zur Anlage bringbar sind, kann nach der Erfindung der Distanzhalter eine Länge aufweisen, die in etwa dem Abstand zwischen den Ventilsitzen entspricht und die Federn können unterschiedliche Federkräfte aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass ein Verschlusselement auf seinem Ventilsitz aufsitzt und das andere sich in seiner Offenstellung befindet, so dass ständig eine Verbindung der ersten Leitung mit der zweiten oder dritten Leitung besteht. Um einen ungehinderten Durchfluss zu gewährleisten, sind erfindungsgemäss die Radialteile im Bereich der stirnseitigen Enden des Distanzhalters vorgesehen, wodurch der Mittenbereich des Distanzhalters keine Radialteile aufweisen muss. Zweckmässig sind die Radialteile auf dem Umfang des Zylinderteils gleichmässig verteilt angeordnet. Hierbei können die Radialteile als sich vom Zylinderteil radial nach aussen und in Längsrichtung des Zylinderteils erstreckende Flügel und/oder als Radialstifte ausgebildet sein, so dass sich immer eine einwandfreie Ausrichtung oder Führung des Distanzhalters ergibt. Dadurch dass im Bereich der Stirnenden des Distanzhalters in die Oberkanten der Flügel der Radialteile Aussparungen eingearbeitet sind und/oder dass die Stirnenden des Zylinderteils ballig ausgebildet sind, wird erreicht, dass sich im Bereich der Ventilsitze keine Rillen oder Grate bilden, die ein sicheres Abdichten beeinträchtigen könnten. Eine sehr gute Führung des Distanzhalters in der Ventilbohrung wird bereits erreicht, wenn an jedem Stirnende des Distanzhalters mindestens drei Radialteile vorgesehen sind. In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein Ausgleichventil im Querschnitt; Fig. 2 einen Distanzhalter in perspektivischer Darstellung; Fig. 3 den Distanzhalter in einer anderen Ausführung; Fig, 4 den Distanzhalter in einer weiteren Ausführung. Das in Fig. 1 dargestellte Ausgleichventil 10 weist einen Ventilkörper 12 auf, in dem eine längs verlaufende erste Ventilbohrung 14 eingearbeitet ist, die etwa in ihrer Mitte von einer zweiten Ventilbohrung 16 geschnitten wird. An die Enden der ersten Ventilbohrung 14 sind zwei in den Ansprüchen als zweite und dritte Leitung bezeichnete Druckleitungen 18 und 20 angeschlossen, und die zweite Ventilbohrung 16 ist an ihrem der ersten Ventilbohrung 14 abgelegenen Ende über eine erste Leitung oder eine Ausgangsleitung 22 mit einem Verbraucher 24 verbunden. Die erste Ventilbohrung 14 ist ferner derart ausgebildet, dass sie beiderseits der Eintrittsstelle der zweiten Ventilbohrung 16 zwei Ventil sitze 26 und 28 aufweist, zwischen denen sich ein Distanzhalter 30 befindet. Dieser hat eine Länge über alles, die dem Abstand zwischen den beiden Ventilsitzen 26 und 28 entspricht. Seine Länge kann aber auch etwas grösser oder auch kleiner als der Abstand sein. Es soll jedenfalls sichergestellt sein, dass die die Ventilsitze verschliessenden Verschluss elemente nicht gleichzeitig beide Ventilsitze verschliessen. Der Distanzhalter 30 selbst ist aus einem sich längs erstreckenden Zylinderteil 32 gebildet, der auf seiner Mantelfläche Radialteile 34 aufweist. Im einzelnen sind an den Enden des Zylinderteils 32 jeweils drei umfangsmässig gleichen Abstand aufweisende und sich parallel zur Längsmittelachse des Zylinderteils erstreckende Radialteile 34 in Form von Flügeln vorgesehen. Die Radialteile 34 an einem Ende des Zylinderteils 32 sind zu denen am anderen Ende des Zylinderteils ausgerichtet und ihre jeweilige Länge ist derart, dass sie vor der Längsmitte des Zylinderteils 32 enden. Die Höhe der Radialteile 34 ist so gewählt, dass der Distanzhalter in der ersten Ventilbohrung 14 noch verschiebbar ist. Dadurch ist der Distanzhalter 30 zur ersten Ventilbohrung 14 ausgerichtet und ein Verkanten innerhalb der ersten Ventilbohrung 14 wird vermieden, wobei zwischen benachbarten Radialteilen 34 ausreichend Freiraum zum Durchtritt von Flüssigkeit bestehen bleibt. Weiterhin sind an den aussenliegenden Enden der jeweiligen Radialteile 34 noch Aussparungen 35 eingearbeitet, so dass die Radialteile in ihrem Endbereich eine geringere Höhe als der übrige Bereich aufweisen, wodurch verhindert wird, dass im Bereich der Ventilsitze 26 und 28 Schleifrillen entstehen oder eine Gratbildung, die ein betriebssicheres Schliessen der Verschluss elemente beeinträchtigen würden. Die Verschlusselemente sind beim Ausführungsbeispiel als Ventilkugeln 36 und 38 ausgebildet. Hinzu kommt, dass infolge der Aussparungen die Radialteile im Bereich der Ventilsitze im Regeleinsatz Abstand zu der ersten Ventilbohrung 14 aufweisen, das heisst, ihre Innenwandung dort nicht berühren. Da die in Fig. 2 wiedergegebenen Radialteile 34 nur an den Aussenseiten des Zylinderteils 32 vorgesehen sind, beeinträchtigen sie nicht den Durchfluss von unter Druck stehender Flüssigkeit zwischen der ersten und zweiten Ventilbohrung 14 und 16. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Distanzhalter haben dieselbe vorteihafte Wirkung, wie der nach Fig. 2. Der in Fig. 3 wiedergegebene Distanzhalter 30' ist ebenfalls mit einem Zylinderteil 32' versehen, der insoweit zu dem nach Fig. 2 einen Unterschied aufweist, dass er ballige Stirnenden aufweist. Die Radialteile 34' sind nicht als Flügel ausgebildet, sondern als mehrere auf dem Umfang verteilte radial abstehende Stifte, die derart angeordnet sind, dass der Distanzhalter 30' im Einsatz zur Längsmittelachse der ersten Ventilbohrung 14 ausgerichtet ist. Der Distanzhalter 30'' nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen dem Distanzhalter nach Fig. 2 mit dem Unterschied, dass acht Radialteile 34'' mit Aussparungen 35'' auf dem Zylinderteil 32'' angeordnet sind. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der einzelnen Distanzhalter können miteinander kombiniert werden und die Erfindung umfasst auch weitere Ausfürhungsformen, mit denen ähnliche vorteilhafte Wirkungen erzielbar sind. Die Ventilkugeln 36 und 38 liegen an den sich gegenüberliegenden Seiten des Distanzhalters 30, 30' oder 30'' an und werden über eine erste und zweite Feder 40 und 42 in Richtung auf ihre Ventilsitze 26 und 28 gedrückt. Dabei liegen die äusseren Enden der Federn 40 und 42 gegen Innenflächen 44 und 46 von Stopfen 48 und 50 an. Letztere können in das Ventilgehäuse 12 im Bereich der ersten Ventilbohrung 14 eingeschraubt werden, so dass das Einsetzen und gegebenenfalls das Auswechseln des Distanzhalters, der Ventilkugeln und der Federn leicht bewerkstelligt werden kann. Die Federkraft der ersten Feder 40 ist etwas grösser als die der zweiten Feder 42. Dadurch wird die Ventilkugel 36 auf ihren Ventilsitz 26 gedrückt, sofern in den Druckleitungen 18 und 20 gleiche Druckverhältnisse herrschen. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weist die Feder 40 einen grösseren Aussendurchmesser als die Feder 42 bei gleicher entspannter Federlänge auf, wodurch auf die unterschiedlichen Federkräfte hingewiesen werden soll. Wenn nun die Ventilkugel 36 gegen ihren Ventilsitz 26 anliegt, hat der Distanzhalter 30, 30' oder 30'' die Ventilkugel 38 von ihrem Ventilsitz 28 abgehoben. Dadurch kann Flüssigkeit aus der Druckleitung 20 um die Ventilkugel 38 und den Distanzhalter herum durch die zweite Ventilbohrung 16 und die Ausgangsleitung 22 zu dem Verbraucher 24 gelangen. Das Ausgleichventil 10 wird in dieser Position verharren, bis der Flüssigkeitsdruck in der Druckleitung 20 grösser wird als der in der Druckleitung 18 und zusammen mit der Feder 42 in der Lage ist, die Ventilkugel 36 von ihrem Ventilsitz 26 abzuheben. Dann wird sich die Ventilkugel 38 mit Bezug auf Fig. 1 nach links in Richtung auf ihren Ventilsitz 28 bewegen und diesen gegebenenfalls ganz verschliessen und gleichzeitig über den Distanzhalter 30, 30' oder 30'' die Ventilkugel 36 von ihrem Ventilsitz 26 abheben. Die Zeitspanne, die zum Aufsetzen der Ventilkugel 38 auf ihren Ventilsitz 28 und zum Abheben der Ventilkugel 36 von ihrem Ventilsitz 26 erforderlich ist, beträgt nur den Bruchteil einer Sekunde. Während dieser Zeitspanne besteht eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Druckleitungen 18 und 20, jedoch ist ein eventueller Flüssigkeitsfluss dann so gering, dass die Funktion des Verbrauchers 24 nicht oder - wenn überhaupt - dann-nur äusserst geringfügig beeinträchtigt wird. Der Druck, der zum Verschieben der Ventilkugel 38 aus ihrer Offenstellung in ihre Schliessstellung erforderlich ist, ist sehr gering im Vergleich zum Gesamtdruck, der von dem Ausgleichventil aufgenommen werden kann. Wenn beispielsweise der Druck in den Druckleitungen zwischen 0 und 4000 psi (0 und 276 bar) schwanken kann, beträgt der Druck, der zum Verschieben der Ventilkugel erforderlich ist, nur 100 psi (6,9 bar). Diese Ausbildung des Ausgleichventils 10 ermöglicht es, dass die Druckleitung, in der der geringere Flüssigkeitsdruck herrscht, mit dem Verbraucher verbunden ist. Dabei kann das Ausgleichventil 10 so ausgebildet werden, dass eine Ventilkugel nur schliesst, wenn die Druckdifferenz einen vorherbestimmten Wert übersteigt. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Kraft der Feder 40 einstellbar veränderbar ist, so dass die Ventilkugel, die mit dem in seiner Grösse ansteigenden Druck beaufschlagt wird, nicht in ihre Schliessstellung gelangt, bevor der vorherbestimmte Wert überschritten ist.

Claims: Patentansprüche 1. Ausgleichventil (10) mit einer Ventilbohrung (14), an die eine erste Leitung (22) sowie beiderseits dieser mit gegenseitigem Abstand eine zweite und dritte Lei tung (18, 20) angeschlossen sind und in der beiderseits der ersten Leitung (22) je ein den Fluss eines Druck mediums von der zweiten und dritten Leitung (18, 20) zur ersten Leitung (22) zulassendes bzw. unterbinden des Ventil vorgesehen ist, dessen Verschlusselemente unter der Wirkung je einer Feder (40 und 42) gegen einen in der Ventilbohrung verschiebbar angeordneten, einen Zylin derteil (32, 32', 32'') aufweisenden Distanzhalter (30, 30', 30'') anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderteil (32, 32', 32'') mit Radialteilen (34, 34', 34sol) zum Ausrichten des Distanzhalters (30, 30', 30'') in der Ventilbohrung (14) versehen ist. 2. Ausgleichventil (10) nach Anspruch 1, wobei die Ver schlusselemente der Ventile unter der Wirkung der Fe dern (40, 42) gegen Ventilsitze (26 und 28) zur Anlage bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanz halter (30, 30', 30'') eine Länge aufweist, die in etwa dem Abstand zwischen den Ventilsitzen (26, 28) ent spricht, und dass die Federn (40, 42) unterschiedliche Federkräfte aufweisen. 3, Ausgleichventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialteile (34, 34', 34'') im Bereich der stirnseitigen Enden des Distanzhalters (30, 30', 30'') vorgesehen sind. 4. Ausgleichventil (10) nach Anspruch 3, dadurch aekenn- zeichnet, dass die Radialteile (34, 34', 34") auf dem Umfang des Zylinderteils (32, 32', 32'') gleichmässig verteilt angeordnet sind. 5. Ausgleichventil (10) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialteile (34, 34', 34'') als sich vom Zylinder teil (32, 32', 32'') radial nach aussen und in Längs richtung des Zylinderteils (32, 32', 32'') erstrecken de Flügel und/oder als Radialstifte ausgebildet sind. 6. Ausgleichventil (10) nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass im Bereich der Stirnenden des Distanz halters (30, 30', 30'') in die Oberkanten der Flügel der Radialteile (34, 34'') Aussparungen (35, 35") eingearbeitet sind und/oder dass die Stirnenden des Zylinderteils (32') ballig ausgebildet sind. 7. Ausgleichventil (10) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Stirnende des Distanzhalters (30, 30', 30'') mindestens drei Radialteile (34, 34', 34'') vor gesehen sind.

Inventors: EAGLES, DEREK MALCOLM, MILLER, JAMES ANTON
Applicants: DEERE & COMPANY
Application year: 1983
Main classification: F16K15
IPC codes: F16K11, F16K15, F15B13