DE102009006654B3

DE102009006654B3 - Pneumatic multi-port valve for use in pneumatic operated sorting system, has circular orifice formed between sliding element and controlled-sleeve, so that flush volume flow runs between fluid connections in closed position

Info

Publication number: DE102009006654B3
Application number: DE200910006654
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. Leufgen; Klaus-Jürgen Overhoff
Original assignee: Numatics GmbH
Current assignee: Numatics GmbH
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-01-30

Abstract

The valve has a controlled-sleeve (5) provided with a set of controlled boreholes (21, 22) for fluid connections. A sliding element (8) is moved relative to the controlled-sleeve, so that the controlled boreholes are connected with each other in an opening position or separated from each other in a closed position. A circular orifice is formed between the sliding element and the controlled-sleeve, so that flush volume flow runs between the fluid connections in the closed position. The sliding element is directly sealed opposite to the controlled-sleeve. An independent claim is also included for a valve cluster comprising a valve arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Mehrwegeventil, insbesondere für den Einsatz in einer Sortieranlagen. In Sortieranlagen werden pneumatische Mehrwegeventile verwendet, um aus einem Förderstrom von Stückgut einzelne Teile gezielt durch pneumatische Druckluftbeaufschlagung aus dem Förderstrom herauszublasen.The The invention relates to a pneumatic multiway valve, in particular for the Use in a sorting plant. In sorting plants are pneumatic Multiway valves used to individual from a flow of general cargo Parts targeted by pneumatic Druckluftbeaufschlagung from the flow blow out.

Aus der EP 1 643 174 A1 ist ein direkt aktuiertes pneumatisches Ventil für eine pneumatisch betätigte Sortiervorrichtung bekannt. Das Ventil umfaßt ein Ventilteil, das verschiebbar innerhalb eines Strömungskanals einsitzt und einen ersten und einen zweiten Ventilkopf mit unterschiedlichen Kopfdurchmessern aufweist. Das Ventil ist so gestaltet, daß das Strömungsfluid in nicht-aktiviertem Zustand des Ventils auf den ersten Ventilkopf eine differenzkraftverstärkte Rückstellkraft ausübt. Die Ventilköpfe sind gegenüber der Wandung des Strömungskanals mittels O-Ringen abgedichtet, die in entsprechenden Ringnuten der Ventilköpfe einsitzen.From the EP 1 643 174 A1 a directly actuated pneumatic valve for a pneumatically operated sorting device is known. The valve includes a valve member slidably seated within a flow passage and having first and second valve heads with different head diameters. The valve is designed so that the flow fluid in the non-activated state of the valve on the first valve head exerts a differential-force-enhanced restoring force. The valve heads are sealed against the wall of the flow channel by means of O-rings, which are located in corresponding annular grooves of the valve heads.

Aus der DE 10 2006 011 580 B3 ist ein Drehschiebeorgan zur Druckluftsteuerung bekannt, das für einen Pneumatikzylinder zum Öffnen und Schließen von Luftdüsen eingesetzt werden kann. Die schnell ansteuerbaren Luftdüsen können beispielsweise in der Kaffeeproduktion zum Herausschießen von einzelnen fehlerhaften Kaffeebohnen oder Fremdkörpern aus einem fallenden Strom von Kaffeebohnen heraus eingesetzt werden. Das Drehschiebeorgan umfaßt einen Steuerschieber, der in einer Zylinderbohrung einsitzt und drehend antreibbar ist. Der Ringspalt zwischen der Zylinderbohrung und dem Steuerschieber ist so bemessen, daß der Steuerschieber nach dem Luftlagerprinzip reibungsarm in der Zylinderbohrung drehbar ist.From the DE 10 2006 011 580 B3 is a rotary slide member for compressed air control is known, which can be used for a pneumatic cylinder for opening and closing air nozzles. The quickly controllable air nozzles can be used for example in coffee production to shoot out individual defective coffee beans or foreign bodies from a falling stream of coffee beans out. The rotary slide member comprises a spool, which is seated in a cylinder bore and is rotationally driven. The annular gap between the cylinder bore and the spool is dimensioned so that the spool is rotatable friction in the cylinder bore according to the air bearing principle.

Aus der EP 1 698 888 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren eines aus Objekten, beispielsweise Abfall, bestehenden Materialstroms bekannt. Die Vorrichtung umfaßt eine Sendevorrichtung, die elektromagnetische Strahlung emittiert, erste und zweite Empfangsvorrichtungen, die nebeneinander an dem Materialstrom angeordnet sind und die vom Materialstrom reflektierte elektromagnetische Strahlung empfangen, erste und zweite Detektionsmittel, die Daten über den Materialstrom auswerten, sowie Beseitigungsmittel, die aus dem Materialstrom einzelne Objekte entfernen können. Als Beseitigungsmittel werden pneumatische Ventile beschrieben, die bestimmte Objekte, beispielsweise Glas mit einer bestimmten Farbe, aus dem Materialstrom durch Druckluftbeaufschlagung entfernen.From the EP 1 698 888 A2 For example, a method and apparatus for identifying a material stream consisting of objects, such as waste, is known. The apparatus comprises a transmitting device which emits electromagnetic radiation, first and second receiving devices which are arranged side by side on the material flow and which receive electromagnetic radiation reflected by the material flow, first and second detection means which evaluate data on the flow of material, and removal means consisting of the Material stream can remove individual objects. Elimination means pneumatic valves are described which remove certain objects, such as glass with a certain color, from the flow of material by compressed air.

Aus der DE 10 2006 034 366 A1 ist ein Wege- oder Stromventil bekannt mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß sowie einem Schieber, durch den eine fluidische Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen steuerbar ist. Der Schieber steuert die fluidische Verbindung an wenigstens zwei veränderlichen, parallel durchströmbaren und axial beabstandeten Öffnungsquerschnitten. Dabei ist ein erster Öffnungsquerschnitt zwischen einer ersten gehäuseseitigen Steuerkante und einem Manteldurchbruch des Schiebers gebildet und ein zweiter Öffnungsquerschnitt ist zwischen einer zweiten gehäuseseitigen Steuerkante und einer radiale Mantelbohrung des Schiebers bestimmt. Über die Öffnungsquerschnitte wird jeweils eine Fluidverbindung zu einem gemeinsamen Ringraum aufgesteuert, der stirnseitig von dem Druckwaagenkolben begrenzt ist und in dem der Ausgangsanschluß mündet.From the DE 10 2006 034 366 A1 is a directional or flow control valve known with an input terminal and an output terminal and a slider through which a fluidic connection between the two terminals is controllable. The slider controls the fluidic connection to at least two variable, parallel through-flow and axially spaced opening cross-sections. In this case, a first opening cross-section between a first housing-side control edge and a shell opening of the slide is formed and a second opening cross-section is determined between a second housing-side control edge and a radial jacket bore of the slider. Through the opening cross sections, a fluid connection to a common annular space is opened in each case, which is limited by the end face of the pressure compensator piston and in which the output port opens.

Je nach zu sortierendem Material, wie beispielsweise Lebensmittel, Abfall, Rohstoffe oder Mineralien, müssen die Mehrwegeventile zur Druckluftbeaufschlagung einzelner Objekte unterschiedliche Anforderungen erfüllen. So richtet sich der Abstand einzelner benachbarter Düsen sowie der erforderliche Gasvolumenstrom bzw. der pneumatische Druck nach der Größe und dem Gewicht der zu sortierenden Objekte. Des weiteren ist es wichtig, daß die einzelnen Düsen der Ventilanordnung und vor allem die Ventile selbst nicht verschmutzen, um dauerhaft eine zuverlässige Materialtrennung zu gewährleisten.ever sorted material, such as food, Waste, raw materials or minerals, the multiway valves have to Compressed air application of individual objects different requirements fulfill. Thus, the distance of individual adjacent nozzles as well the required gas flow or the pneumatic pressure after the size and the Weight of the objects to be sorted. Furthermore, it is important that the individual nozzles the valve assembly and especially the valves themselves do not pollute, to be permanently reliable To ensure material separation.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegeventil, insbesondere für den Einsatz in einer Sortieranlage, vorzuschlagen, das einfach aufgebaut ist und dauerhaft eine zuverlässige Materialtrennung gewährleistet.Of these, The present invention is based on the object, a multi-way valve, in particular for use in a sorting plant, To propose, which is simple and durable reliable material separation guaranteed.

Die Lösung besteht in einem pneumatisches Mehrwegeventil, insbesondere für den Einsatz in einer Sortieranlage, umfassend eine Steuerhülse mit zumindest einer ersten Steuerbohrung für einen ersten Fluidanschluß und einer zweiten Steuerbohrung für einen zweiten Fluidanschluß; und ein Schiebeelement, das relativ zur Steuerhülse verschiebbar ist, um die zumindest eine erste Steuerbohrung und die zumindest eine zweite Steuerbohrung in einer Offenstellung miteinander zu verbinden oder in einer Schließstellung zu trennen; wobei zwischen dem Schiebeelement und der Steuerhülse ein Ringspalt gebildet ist, so daß in der Schließstellung ein Spülvolumenstrom zwischen dem ersten Fluidanschluß und dem zweiten Fluidanschluß strömen kann.The solution consists in a pneumatic multi-way valve, especially for use in a sorting system, comprising a control sleeve with at least a first Control bore for a first fluid port and a second control bore for a second fluid port; and a sliding member which is slidable relative to the control sleeve to the at least one first control bore and the at least one second Control bore in an open position to connect or in a closed position to separate; wherein between the sliding element and the control sleeve a Annular gap is formed so that in the closed position a rinsing volume flow between the first fluid port and the can flow second fluid connection.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils besteht darin, daß durch den Ringspalt zwischen dem Schiebelement und der Steuerhülse in der Schließstellung ein definierter Spülvolumenstrom erreicht wird, welcher durch den entsprechenden Anschluß ausströmt. Dieser Spülvolumenstrom stellt eine Art gewollter Leckage dar, mit der verhindert wird, daß Schmutzpartikel in eine mit dem Mehrwegeventil angeschlossene Düse eindringen, was ein Zusetzen der Düse oder des Mehrwegeventils zur Folge haben könnte. Durch den definierten Spülvolumenstrom, der auch als Leckagevolumenstrom bezeichnet werden kann, ist die Ventilanordnung auch für den Einsatz in einer Umgebung mit hoher Partikelkonzentration in der Luft geeignet, wie es insbesondere bei Sortieranlagen der Fall ist. Das Mehrwegeventil bietet aufgrund der reduzierten Gefahr von Verschmutzung auch über lange Zeiträume eine zuverlässige Funktionsfähigkeit.The advantage of the multi-way valve according to the invention is that a defined flushing volume flow is achieved through the annular gap between the sliding element and the control sleeve in the closed position, which flows out through the corresponding port. This flushing volume flow is a kind of intentional leakage, which prevents dirt particles in one with the Mehrwe the nozzle connected to the valve, which could lead to clogging of the nozzle or the multiway valve. Due to the defined flushing volume flow, which can also be referred to as a leakage volume flow, the valve arrangement is also suitable for use in an environment with a high particle concentration in the air, as is the case in particular with sorting systems. Due to the reduced risk of contamination, the multi-way valve offers reliable functionality even over long periods of time.

Das pneumatische Mehrwegeventil ist vorzugsweise als 2/2-Wegeventil gestaltet, das heißt es kann zwei Schaltpositionen einnehmen und hat zwei Anschlüsse. Andere Ausführungsformen sind jedoch nicht ausgeschlossen. Vorzugsweise wird das Mehrwegeventil mit Luft als pneumatischem Fluid betrieben, wobei grundsätzlich auch andere Gase denkbar sind.The pneumatic multi-way valve is preferably as a 2/2-way valve designed, that is It can take two switching positions and has two connections. Other embodiments are not excluded. Preferably, the multi-way valve operated with air as a pneumatic fluid, and in principle also other gases are conceivable.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Schiebelement gegenüber der Steuerhülse unmittelbar abgedichtet, das heißt, daß keine separaten, zusätzlichen Dichtelemente, insbesondere keine Weichdichtung zwischen der Steuerhülse und dem Schiebelement vorgesehen sind. Die Dichtfunktion wird ausschließlich durch den berührenden Kontakt zwischen dem Schiebeelement und der Steuerhülse bewerkstelligt, wobei der Ringspalt zwischen dem Steuerschieber und der Steuerhülse vorzugsweise etwa eine Dicke von unter 2 μm aufweist. Die so gebildete Dichtung kann auch als metallische Dichtung bezeichnet werden. Es versteht sich, daß die Steuerhülse und/oder das Schiebeelement auch eine Beschichtung aufweisen können. Der Vorteil der rein metallischen Dichtung zwischen dem Schiebeelement und der Hülse besteht in einem besonders niedrigen Verschleiß und einer besonders hohen Schaltgeschwindigkeit des Ventils. Es ist jedoch prinzipiell auch denkbar, in den Dich tungsabschnitten des Schiebeelements, die in den Endpositionen des Schiebelements axial außerhalb der ersten und zweiten Steuerbohrungen liegen, zusätzliche Weichdichtungen vorzusehen. Diese könnten in Form von O-Ringen gestaltet sein, die in entsprechenden Ringnuten des Schiebeelements einzusetzen wären.To a preferred embodiment, the sliding element with respect to the control sleeve immediately sealed, that is, no separate, additional Sealing elements, in particular no soft seal between the control sleeve and are provided the sliding element. The sealing function is exclusively by the touching one Made contact between the sliding element and the control sleeve, wherein the annular gap between the spool and the control sleeve preferably about a thickness of less than 2 microns having. The seal thus formed may also be referred to as a metallic seal become. It is understood that the control sleeve and / or the sliding element may also have a coating. Of the Advantage of the purely metallic seal between the sliding element and the sleeve consists in a particularly low wear and a particularly high Switching speed of the valve. It is, in principle, too conceivable, in the log processing sections of the sliding element, the in the end positions of the sliding element axially outside the first and second Tax holes are additional Provide soft seals. These could be in the form of O-rings be designed in the corresponding annular grooves of the sliding element would be used.

Es ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung ein Federelement vorgesehen, welches das Schiebelement in die Schließstellung beaufschlagt. Zum Betätigen des Ventils wird vorzugsweise ein elektromagnetischer Aktuator verwendet, der von einer zentralen Steuereinheit nach Bedarf angesteuert wird und der das Schiebeelement von der ersten Stellung in die zweite Stellung überführt, so daß aus dem entsprechenden Auslaß bzw. der damit verbundenen Düse Druckluft ausgestoßen wird. Die Schaltzeiten des elektromagnetischen Aktuators sind extrem niedrig und liegen bei den derzeitigen Baugrößen insbesondere zwischen 0,5 und 3 Millisekunden. Die Rückstellbewegung wird durch das Federelement bewerkstelligt, welche das Schiebelement entgegen der Wirkkraft des elektromagnetischen Aktuators beaufschlagt.It is provided according to a preferred embodiment, a spring element, which acts on the sliding element in the closed position. To the Actuate the valve is preferably an electromagnetic actuator used, which is controlled by a central control unit as needed and the sliding member from the first position to the second Position transferred, so that out the corresponding outlet or the associated nozzle Compressed air expelled becomes. The switching times of the electromagnetic actuator are extreme low and are in the current sizes, in particular between 0.5 and 3 milliseconds. The return movement is accomplished by the spring element which the sliding element acted upon against the action of the electromagnetic actuator.

Für einen kurzfristig großen Volumenstrom ist es günstig, wenn die Steuerhülse mehrere erste und zweite Steuerbohrungen aufweist, welche über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die ersten Steuerbohrungen und die zweiten Steuerbohrungen sind vorzugsweise in zwei axial benachbarten Ebenen angeordnet. Das Schiebeelement umfaßt zwei Dichtabschnitte und einen axial dazwischen liegenden Verbindungskanal, der in der Offenstellung die ersten Steuerbohrungen mit den zweiten Steuerbohrungen, das heißt den Einlaß mit dem Auslaß, pneumatisch verbindet. In der Schließstellung sind die ersten und/oder die zweiten Steuerbohrungen von dem bzw. den Dichtabschnitten des Schiebelements verschlossen, so daß das Ventil abgesehen vom Spülstrom geschlossen ist. Der Verbindungskanal des Schiebelements ist vorzugsweise in Form einer Ringnut gestaltet, deren axiale Länge zumindest dem axialen Abstand zwischen den ersten und den zweiten Steuerbohrungen entspricht.For one big in the short term Flow rate is low, if the control sleeve has a plurality of first and second control bores, which over the Circumference distributed. The first control bores and the second control bores are preferably in two axially adjacent ones Layers arranged. The sliding element comprises two sealing portions and an axially intermediate connecting channel, in the open position the first control bores with the second control bores, the is called the inlet with the outlet, pneumatically connects. In the closed position, the first and / or the second control bores of the or the sealing sections of the Sliding element closed, so that the valve apart from flushing stream closed is. The connecting channel of the sliding element is preferably designed in the form of an annular groove whose axial length at least the axial distance between the first and second control bores.

Der Ringspalt zwischen dem Schiebelement und der Steuerhülse ist vorzugsweise derart gestaltet, daß der Spülvolumenstrom, der in der Schließstellung ausströmt, etwa 1% bis 10% des Nennvolumenstroms beträgt, der in der Offenstellung ausströmt. Innerhalb dieses Bereichs ist der Spülvolumenstrom hinreichend groß, um eine Verschmutzung der Düse bzw. des zugehörigen Ventils zu verhindern. Die Dichtabschnitte des Schiebelements haben vorzugsweise außenzylindrische Dichtflächen, welche dichtend in der innenzylindrischen Bohrung der Steuerhülse anliegen. In der Schließstellung werden die ersten bzw. zweiten Steuerbohrungen axial überdeckt und in der Offenstellung freigegeben. Die Größe des Spülvolumenstroms wird durch den Grad der axialen Überdeckung in der Schließstellung zwischen der außenzylindrischen Dichtfläche und den Steuerbohrungen sowie der Dicke des Ringspalts definiert. Anstelle der zylindrischen Ausgestaltung können das Schiebelement und die Steuerhülse auch eine kegelige bzw. konische Form aufweisen. An der Funktionalität des erfindungsgemäßen Ventils ändert sich dadurch nichts.Of the Annular gap between the sliding element and the control sleeve is Preferably designed such that the purge volume flow, in the closed position flows, is about 1% to 10% of the nominal volume flow, in the open position flows. Within this range, the purging volume flow is sufficiently large to a Contamination of the nozzle or the associated Valve to prevent. The sealing portions of the sliding element preferably have outside cylindrical Sealing surfaces, which sealingly rest in the inner cylindrical bore of the control sleeve. In the closed position the first and second control bores are covered axially and released in the open position. The size of the flushing volume flow is determined by the Degree of axial overlap in the closed position between the outside cylindrical sealing surface and the control bores and the thickness of the annular gap defined. Instead of the cylindrical configuration, the sliding element and the control sleeve also have a conical or conical shape. The functionality of the valve according to the invention changes nothing.

In der Schließstellung liegt das axiale Ende der außenzylindrischen Dichtfläche des Schiebelements vorzugsweise etwa in einer Querebene, die senkrecht auf der Längsachse der Steuerhülse steht und die unmittelbar an die Mündung der zumindest einen Steuerbohrung angrenzt. Der Grad der Überdeckung zwischen der außenzylindrischen Dichtfläche des Schiebeelements und der bzw. den Steuerbohrungen der Steuerhülse hängt von der Dicke des Ringspalts ab, welcher zwischen der außenzylindrischen Dichtfläche und der innenzylindrischen Bohrung gebildet ist, sowie von der Baugröße des Ventils.In the closed position, the axial end of the outer cylindrical sealing surface of the sliding element is preferably approximately in a transverse plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the control sleeve and which directly adjoins the mouth of the at least one control bore. The degree of overlap between the outer cylindrical sealing surface of the sliding element and the control bores of the control sleeve depends on the thickness of the Annular gap, which is formed between the outer cylindrical sealing surface and the inner cylindrical bore, as well as the size of the valve.

Mit „etwa in der Querebene E” ist gemeint, daß das axiale Ende der außenzylindrischen Dichtfläche den Wandungsabschnitt der innenzylindrischen Bohrung der Steuerhülse, der unmittelbar axial benachbart zur Steuerbohrung liegt, axial überdecken kann, was auch als positive Überdeckung bezeichnet wird. Hier ist insbesondere günstig, wenn der Überdeckungsabschnitt in Abhängigkeit von der Baugröße des Ventils etwa bis zu 4/10 mm, insbesondere 2/10 mm beträgt. Je nach Dicke des Ringspalts ist auch eine negative Überdeckung denkbar, das heißt, daß das axiale Ende der außenzylindrischen Steuerhülse innerhalb der Mündungen der Steuerbohrungen liegt. Der so gebildete negative Überdeckungsabschnitt kann dabei in Abhängigkeit von der Baugröße des Ventils etwa bis zu 4/10 mm, insbesondere bis zu 5/100 mm betragen. Mit anderen Worten kann das axiale Ende der außenzylindrischen Dichtfläche – in Abhängigkeit von der Dicke des Ringspalts und der Baugröße des Ventils – relativ zur Querebene E innerhalb eines Bereichs von etwa –4/10 mm bis +4/10 mm, insbesondere von –2/10 mm bis +5/100 mm liegen, damit ein Spülvolumenstrom von 1% bis 10% des Nennvolumenstroms erreicht wird. Dabei gilt, daß je näher das Ende der außenzylindrischen Dichtfläche in der Schließstellung in Richtung der Steuerbohrungen liegt, desto größer ist der Spülvolumenstrom, und umgekehrt.With "about in the transverse plane E "is meant that axial end of the outer cylindrical sealing surface the wall portion of the inner cylindrical bore of the control sleeve, the axially adjacent to the control bore axially overlap can, as a positive overlap referred to as. Here is particularly favorable when the overlap section dependent on on the size of the valve approximately up to 4/10 mm, in particular 2/10 mm. Depending on the thickness of the annular gap is also a negative overlap conceivable, that is, that this axial end of the outer cylindrical control sleeve within the estuaries the tax holes lies. The thus formed negative overlap section can depend on the size of the valve approximately up to 4/10 mm, in particular up to 5/100 mm. With In other words, the axial end of the outer cylindrical sealing surface - in dependence the thickness of the annular gap and the size of the valve - relative to the transverse plane E within a range of about -4/10 mm to + 4/10 mm, in particular of -2/10 mm to +5/100 mm, so that a flushing volume flow of 1% to 10% of the nominal volume flow is achieved. It is true that the closer the End of the outside cylindrical sealing surface in the closed position in Direction of the control bores, the greater the flushing volume flow, and vice versa.

Nach einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Länge des axialen Überdeckungsabschnitts und damit die Größe des Spülvolumenstroms mittels eines Distanzstücks definiert wird, gegen welches das Schiebeelement in der Schließstellung axial abgestützt ist. Das Distanzstück ist vorzugsweise in dem Gehäuse des Mehrwegeventils aufgenommen und gegenüber diesem axial abgestützt. Zwischen dem Distanzstück und einer Stützfläche des Schiebeelements können auch Scheiben sitzen, welche die axiale Position des Schiebeelements relativ zur Steuerhülse in der Schließstellung definieren.To a first embodiment is provided that the Length of the axial overlap section and thus the size of the flushing volume flow by means of a spacer is defined, against which the sliding element in the closed position axially supported is. The spacer is preferably in the housing received the multi-way valve and axially supported against this. Between the spacer and a support surface of the Sliding element can Also discs sit, which the axial position of the sliding element relative to the control sleeve define in the closed position.

Nach einer zweiten Ausführungsform ist eine Einstellvorrichtung vorgesehen, mit der die axiale Position des Schiebeelements relativ zur Steuerhülse in der Schließstellung variabel einstellbar ist. Dies hat den Vorteil, daß der Spülvolumenstrom unabhängig von Fertigungstoleranzen der Bauteile des Mehrwegeventils nach Bedarf eingestellt werden kann. Die Einstellvorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Einstellschraube, gegen die das Schiebeelement in der Schließstellung zumindest mittelbar axial abgestützt ist. Die Einstellschraube ist in das Gehäuse bzw. einem mit dem Gehäuse verbundenen Bauteil eingeschraubt und bildet eine Stützfläche für das Schiebeelement, das von der Feder in Richtung Einstellschraube beaufschlagt ist. Zumindest mittelbar axial abgestützt bedeutet, daß zwischen der Einstellschraube und dem Schiebeelement weitere Bauteile zur Kraftübertragung wirksam sein können, beispielsweise ein Plunger des Elektromagneten und/oder ein Zwischenelement, das mit dem Schiebelement in Anlagekontakt ist.To a second embodiment an adjusting device is provided, with which the axial position the sliding element relative to the control sleeve in the closed position is variably adjustable. This has the advantage that the flushing volume flow independent of Manufacturing tolerances of the components of the multi-way valve as needed can be adjusted. The adjusting device preferably comprises an adjusting screw against which the sliding element in the closed position at least indirectly axially supported. The adjusting screw is in the housing or one connected to the housing Screwed component and forms a support surface for the sliding element of the spring is acted upon in the direction adjusting screw. At least indirectly supported axially means that between the adjusting screw and the sliding element further components for power transmission can be effective for example, a plunger of the electromagnet and / or an intermediate element, which is in abutting contact with the sliding element.

Die Lösung der obengenannten Aufgabe besteht weiter in einer Ventilanordnung, insbesondere für den Einsatz in einer Sortieranlage, wobei die Ventilanordnung eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Mehrwegeventilen aufweist, die unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Der Vorteil der so gestalteten Ventilanordnung besteht darin, daß deren Breite durch entsprechende Wahl der Anzahl der einzelnen Ventile an die Breite des zu behandelnden bzw. sortierenden Materialstroms angepaßt werden kann, wobei insbesondere die gesamte Breite des Materialstroms abgedeckt werden soll. Die aus mehreren Ventilen zusammengesetzten Ventilanordnungen können auch als Segmente bezeichnet werden. Die Mehrwegeventile eines Segments sind nach einer der obengenannten Ausgestaltungen ausgebildet.The solution the above object further consists in a valve arrangement, especially for the use in a sorting plant, wherein the valve arrangement a Variety of multi-way valves according to the invention has, which are arranged directly next to each other. The advantage the thus designed valve assembly is that the Width by appropriate choice of the number of individual valves to the width of the material stream to be treated or sorted customized can be, in particular the entire width of the material flow should be covered. The composite of several valves Valve arrangements can also be referred to as segments. The multi-way valves of a segment are formed according to one of the above embodiments.

Für bestimmte Anwendungen kann es günstig sein, wenn wiederum mehrere Segmente aneinander angeschlossen werden, um gemeinsam eine Ventilinsel zu bilden. Der Vorteil der Segmentierung besteht darin, daß die Ventilinsel modular aufgebaut werden kann und die Breite an die jeweiligen Erfordernisse des konkreten Einsatzfalles angepaßt werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die einzelnen miteinander verbundenen Segmente unterschiedliche Nenndrücke aufweisen können. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn die Materialdichte oder das Gewicht der einzelnen Objekte des zu sortierenden Materialstroms über der Breite des Materialstroms unterschiedlich ist. In diesem Fall können die Segmente so angeordnet werden, daß die Ventile zumindest eines der Segmente einen anderen Nenndruck aufweisen, als die Ventile eines anderen oder aller anderen Segmente. Hiermit wird ein hohes Maß an Flexibilität erreicht und die Ventilinsel kann optimal an die Anforderungen der Sortieranlage angepaßt werden.For certain Applications can be cheap be, if in turn several segments are connected to each other, together to form a valve terminal. The advantage of segmentation exists in that the Valve terminal can be modular and the width of the be adapted to the particular requirements of the specific application can. Another advantage is that the individual with each other connected segments may have different nominal pressures. This is particularly favorable, if the material density or the weight of each object of the to be sorted material flow over the width of the material flow is different. In this case can they Segments are arranged so that the valves at least one the segments have a different nominal pressure, as the valves another or all other segments. This will be a high Measure flexibility achieved and the valve terminal can optimally meet the requirements of Sorting system adapted.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist je Segment zumindest eine separate Leiterplatte oder sonstige elektronische Leiter vorgesehen, mit der die Ventile zur individuellen Ansteuerung elektronisch verbunden sind. Diese Maßnahme unterstützt den modularen Aufbau. Die Leiterplatte kann die elektronischen Bauelemente für die Übererregung des elektromagnetischen Aktuator aufnehmen. Insbesondere ist auf der Leiterplatte ein Steuermodul vorgesehen, das auf den elektromagnetischen Aktuator einwirkt, wobei durch Ansteuern des elektromagnetischen Aktuators die Position des Schiebelements, und damit der Spülvolumentstrom entsprechend eingestellt wird. Als Eingangssignal für die Steuerelektronik wird insbesondere ein Drucksignal verwendet. Vorzugsweise ist hierfür in der Leitung zur Düse ein Drucksensor, der über entsprechende Leitungen den gemessenen Druck an die Steuerelektronik weitergibt.According to a preferred embodiment, at least one separate printed circuit board or other electronic conductor is provided per segment, with which the valves for electronic control are electronically connected. This measure supports the modular design. The printed circuit board can accommodate the electronic components for overexcitation of the electromagnetic actuator. In particular, a control module is provided on the circuit board, which acts on the electromagnetic actuator, wherein by driving the electromagnetic Ak tuators the position of the sliding element, and thus the Spülvolumentstrom is adjusted accordingly. As an input signal for the control electronics, in particular a pressure signal is used. Preferably, for this purpose, in the line to the nozzle, a pressure sensor which passes on the measured pressure to the control electronics via corresponding lines.

Vorzugsweise wird die die Spannung zur Ansteuerung der elektromagnetischen Aktuatoren pulsweitenmoduliert. Die Pulsweitenmodulation hat den Vorteil, daß die Magnetspulen geschont werden und der Stromverbrauch gering ist. Zum Schalten eines Ventils wird die Spannung an dem zugehörigen elektromagnetischen Aktuator kurzfristig auf das Mehrfache der Nennspannung angehoben. Hierdurch lassen sich extrem kurze Schaltzeiten von unter drei Millisekunden erreichen, was sich günstig auf die Genauigkeit der Sortierung auswirkt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Bandgeschwindigkeit des zu sortierenden Stückguts erhöht werden kann. Dies gilt insbesondere für verhältnismäßig schwere Einzelstücke, wie beispielsweise Mineralien oder Metalle.Preferably is the voltage for driving the electromagnetic actuators pulse-width modulated. The pulse width modulation has the advantage that the magnetic coils be spared and the power consumption is low. For switching a valve becomes the voltage at the associated electromagnetic actuator increased in the short term to several times the rated voltage. hereby Extremely short switching times of less than three milliseconds can be achieved reach, which is cheap affects the accuracy of sorting. Another advantage exists in that the Belt speed of the item to be sorted can be increased. This is especially true for relatively heavy Individual pieces, such as minerals or metals.

Die Ventile jeweils eines Segments sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet. Die Anzahl der Ventile ist sinnvoll nach Bedarf auszuwählen, damit beispielsweise ein normiertes Kabel verwendet werden kann. Mehrere Trägerelement können dann wiederum miteinander zu einer längeren Ventilinsel zusammengeschlossen werden. Die Aneinanderreihung mehrerer Trägerelemente ergibt dann die insgesamt gewünschte Anzahl von Ventilen über der Länge. Das Trägerelement weist eine Hauptzuleitung auf, die jeweils mit den entsprechenden Anschlüssen der mit dem Trägerelement verbundenen Ventile verbunden ist. Weiterhin sind in dem Trägerelement Entlüftungskanäle vorgesehen, die ebenfalls mit den Ventilen pneumatisch verbunden sind und eine Entlüftung ermöglichen. Zur Verbindung der einzelnen Ventile mit dem Trägerelement sind vorzugsweise Steckverbindungen vorgesehen, mit denen die mechanische und elektrische Verbindung realisiert wird.The Valves of each segment are preferably on a common Carrier element arranged. The number of valves is useful to select as needed, so For example, a normalized cable can be used. Several support element can then in turn be joined together to form a longer valve terminal. The juxtaposition of multiple support elements then gives the total desired Number of valves over the length. The support element has a main lead, each with the corresponding terminals of the with the carrier element connected valves is connected. Furthermore, in the carrier element Ventilation ducts provided, which are also pneumatically connected to the valves and a vent enable. To connect the individual valves with the carrier element are preferably Plug connections provided with which the mechanical and electrical connection is realized.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungsfiguren dargestellt und werden nachstehend beschrieben. Hierin zeigtpreferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and will be described below. Herein shows

1 ein erfindungsgemäßes Mehrwegeventil im Längsschnitt in einer ersten Ausführungsform; 1 a multi-way valve according to the invention in longitudinal section in a first embodiment;

2 das Detail B aus 1; 2 the detail B off 1 ;

3 eine erfindungsgemäße Ventilanordnung mit mehreren Mehrwegeventilen gemäß 1 im Querschnitt; 3 a valve assembly according to the invention with a plurality of multiway valves according to 1 in cross-section;

4 die Ventilanordnung gemäß 3 in einer perspektivischen Darstellung mit einem der Mehrwegeventile in Explosionsdarstellung; 4 the valve assembly according to 3 in a perspective view with one of the multi-way valves in an exploded view;

5 eine Ventilinsel mit mehreren aneinander angeschlossenen Ventilanordnungen gemäß 3 in perspektivischer Ansicht und 5 a valve terminal with a plurality of valve assemblies connected to each other according to 3 in perspective view and

6 ein erfindungsgemäßes Mehrwegeventil im Längsschnitt in einer zweiten Ausführungsform; 6 an inventive multi-way valve in longitudinal section in a second embodiment;

Die 1 und 2 werden im folgenden gemeinsam beschrieben. Es ist ein Mehrwegeventil 2 erkennbar, daß mittels eines elektromagnetischen Aktuators 3 betätigbar ist. Das Mehrwegeventil 2 umfaßt ein Gehäuse 4, eine Steuerhülse 5, welche in dem Gehäuse 4 zwischen einem ersten Distanzelement 6 und einem zweiten Distanzelement 7 gehalten ist, sowie ein Schiebelement 8, daß in der Steuerhülse 5 verschiebbar angeordnet ist.The 1 and 2 will be described together below. It is a multiway valve 2 recognizable that by means of an electromagnetic actuator 3 is operable. The multiway valve 2 includes a housing 4 , a control sleeve 5 which are in the housing 4 between a first spacer element 6 and a second spacer element 7 is held, as well as a sliding element 8th in that in the control sleeve 5 slidably arranged.

Das Gehäuse 4 hat eine Zylinderbohrung 9, in der das erste Distanzelement 6, die Steuerhülse 5 und das zweite Distanzelement 7 eingesetzt sind. Dabei ist die Steuerhülse 5 zwischen den beiden Distanzelementen 6, 7 axial fixiert. Das erste Distanzelement 6 ist gegen eine Schulter 11 des Gehäuses 4 axial abgestützt. Das zweite Distanzelement 7 ist mittels eines Sicherungsrings 12 gegenüber dem Gehäuse 4 axial abgestützt. Die Zylinderbohrung 9 ist öffnungsseitig mittels eines Deckels 13 verschlossen, der fest mit dem Gehäuse 4 verbunden ist und gegenüber diesem abgedichtet ist. Zur Abdichtung ist ein O-Ring vorgesehen, welcher in einer Ringnut 14 des Deckels 13 einsitzt.The housing 4 has a cylinder bore 9 in which the first spacer element 6 , the control sleeve 5 and the second spacer 7 are used. Here is the control sleeve 5 between the two spacer elements 6 . 7 axially fixed. The first spacer element 6 is against a shoulder 11 of the housing 4 axially supported. The second spacer element 7 is by means of a locking ring 12 opposite the housing 4 axially supported. The cylinder bore 9 is the opening side by means of a lid 13 closed, firmly with the housing 4 is connected and sealed against this. For sealing an O-ring is provided, which in an annular groove 14 of the lid 13 seated.

Im Gehäuse 4 ist eine erste Querbohrung 15 und eine zweite Querbohrung 16 ausgebildet, die axial voneinander beabstandet sind und die in die Aufnahmebohrung 9 münden. Die erste Querbohrung 15 dient zum Anschluß einer Druckleitung und die zweite Querbohrung 16 dient zum Anschluß einer Druckabnahmeleitung, welche mit einer Düse 17 verbindbar ist. Die erste Querbohrung 15 mündet in einer ersten Ringnut 18 des Gehäuses 4, während die zweite Querbohrung 16 in einer zweiten Ringnut 19 des Gehäuses mündet. In der Steuerhülse 5 sind in verschiedenen axialen Lagen jeweils in Zuordnung zu den Ringnuten 18, 19 jeweils mehrer über den Umfang verteilte erste und zweite Steuerbohrungen 21, 22 vorgesehen. Die ersten und die zweiten Steuerbohrungen 21, 22 münden in einer inneren Zylinderbohrung 23 der Steuerhülse 5, in welcher der Steuerschieber 8 axial verschiebbar einsitzt.In the case 4 is a first cross hole 15 and a second transverse bore 16 formed, which are axially spaced from each other and into the receiving bore 9 lead. The first transverse bore 15 serves to connect a pressure line and the second transverse bore 16 serves to connect a pressure-reducing line, which with a nozzle 17 is connectable. The first transverse bore 15 opens into a first annular groove 18 of the housing 4 while the second cross bore 16 in a second annular groove 19 of the housing opens. In the control sleeve 5 are in different axial positions each associated with the annular grooves 18 . 19 in each case a plurality of first and second control bores distributed over the circumference 21 . 22 intended. The first and second pilot holes 21 . 22 open into an inner cylinder bore 23 the control sleeve 5 , in which the spool 8th axially slidably seated.

Der Steuerschieber 8 hat als Verbindungskanal eine um eine umlaufende Ringnut 24, die je nach axialer Position des Steuerschiebers 8 eine Verbindung zwischen den ersten und den zweiten Steuerbohrungen 21, 22 der Steuerhülse 5, und damit zwischen der ersten und der zweiten Querbohrung 15, 16 des Gehäuses 4, herstellen kann. In zu den ersten und zweiten Steuerbohrungen 21, 22 axial benachbarter Lage sind Dichtungen 25, 25', 25'' zwischen der Steuerhülse 5 und dem Gehäuse 4 wirksam eingesetzt. Hierfür hat die Steuerhülse 5 seitlich benachbart zu den ersten Steuerbohrungen 21 eine erste Ringnut, in der eine erster O-Ring dichtend einsitzt, ferner zwischen den ersten und zweiten Steuerbohrungen 21, 22 eine zweite Ringnut, in der eine zweite Dichtung einsitzt sowie seitlich benachbart zu den zweiten Steuerbohrungen 22 eine weitere Ringnut, in der eine weitere Dichtung einsitzt.The spool 8th has a connecting channel to a circumferential annular groove 24 depending on the axial position of the spool 8th a connection between the first and second control bores 21 . 22 the control sleeve 5 , and thus between between the first and second transverse bores 15 . 16 of the housing 4 , can manufacture. In to the first and second pilot holes 21 . 22 axially adjacent position are seals 25 . 25 ' . 25 '' between the control sleeve 5 and the housing 4 used effectively. This has the control sleeve 5 laterally adjacent to the first control bores 21 a first annular groove in which a first O-ring sealingly seats, and further between the first and second control bores 21 . 22 a second annular groove in which a second seal is seated and laterally adjacent to the second control bores 22 another annular groove in which another seal is seated.

Der Steuerschieber 8 wird mittels einer Feder 26, welche an dem zweiten Distanzelement 7 axial abgestützt ist, axial in Richtung zum ersten Distanzelement 6 beaufschlagt. In der dargestellten Position liegt das Schiebeelement 8 mit einer Anlagefläche 27 gegen eine Stützfläche des ersten Distanzelements 6 an. Dabei ist die Verbindung vom ersten Anschluß P1 zur Druckversorgung und dem zweiten Anschluß P2 zur Druckabnahme weitestgehend unterbrochen, was weiter unten noch näher ausgeführt wird. In einer zweiten Schiebestellung des Steuerschiebers 8 ist die Verbindung zwischen dem ersten Anschluß P1 und dem zweiten Anschluß P2 freigegeben, so daß Druckluft zu der Düse 17 gelangt. Die Feder 26 ist in Form einer Schraubenfeder gestaltet, die in einer Ausnehmung 28 des zweiten Distanzstücks 7 einerseits und in einer Ausnehmung des Steuerschiebers 8 einsetzt und gegenüber diesem axial abgestützt ist. Es versteht sich, daß auch andere Federelemente verwendet werden können, beispielsweise Tellerfedern.The spool 8th is by means of a spring 26 , which on the second spacer element 7 axially supported, axially towards the first spacer element 6 applied. In the position shown, the sliding element is located 8th with a contact surface 27 against a support surface of the first spacer element 6 at. In this case, the connection from the first port P1 to the pressure supply and the second port P2 for pressure decrease is largely interrupted, which will be explained in more detail below. In a second sliding position of the spool 8th the connection between the first port P1 and the second port P2 is released, so that compressed air to the nozzle 17 arrives. The feather 26 is designed in the form of a coil spring, which in a recess 28 of the second spacer 7 on the one hand and in a recess of the spool 8th used and is axially supported against this. It is understood that other spring elements can be used, such as disc springs.

Der elektromagnetische Aktuator 3 zum Betätigen des Mehrwegeventils 2 umfaßt ein Anschlußstück 31, daß an seinem Ende ein Außengewinde 32 aufweist welches in eine entsprechende Gewindebohrung des Gehäuses 4 eingeschraubt wird. Ferner umfaßt der elektromagnetische Aktuator 3 eine Magnetspule 33, welche auf eine Außenfläche 34 des Anschlußstücks 31 gehalten ist, sowie einen Plunger 35, der in einer Bohrung 36 des Anschlußstücks 31 axial verschiebbar gehalten ist. Der Plunger 35, welcher auch als Anker bezeichnet werden kann, ist gegenüber einem Deckelteil 37 axial abgestützt, wobei zwischen dem Plunger 35 und dem Deckelteil 37 eine Vorspannfeder 38 wirksam angeordnet ist. Die Vorspannfeder 38 erzeugt eine geringere Axialkraft als die Rückstellfeder 26 und dient dazu, Axialspiel aus dem System herauszudrücken, damit die Reaktionszeiten gering sind.The electromagnetic actuator 3 for actuating the multiway valve 2 includes a connector 31 in that at its end an external thread 32 has which in a corresponding threaded bore of the housing 4 is screwed in. Furthermore, the electromagnetic actuator comprises 3 a magnetic coil 33 on an outside surface 34 of the connector 31 is held, as well as a plunger 35 in a hole 36 of the connector 31 is held axially displaceable. The plunger 35 , which may also be referred to as an anchor, is opposite a cover part 37 axially supported, being between the plunger 35 and the lid part 37 a biasing spring 38 is arranged effectively. The biasing spring 38 generates a lower axial force than the return spring 26 and serves to push out axial play from the system, so that the reaction times are low.

Zwischen dem Plunger 35 und dem Steuerschieber 8 ist ein Zwischenelement 39 zur Kraftübertragung vorgesehen. Das Zwischenelement 39, das in einer zentralen Bohrung des Anschlußstücks 31 verschiebbar einsitzt, ist mit einem ersten Ende mit einem Zapfen des Schiebestücks in Anlage und mit einem zweiten Ende gegen den Plunger 35 axial abgestützt.Between the plunger 35 and the spool 8th is an intermediate element 39 intended for power transmission. The intermediate element 39 that in a central bore of the fitting 31 slidably seated, is at a first end with a pin of the sliding piece in abutment and with a second end against the plunger 35 axially supported.

In der dargestellten Position ist der Elektromagnet abgeschaltet und der Steuerschieber 8 durch die Feder 26 gegen das erste Distanzstück 6 axial beaufschlagt, das gegen das Gehäuse 4 axial abgestützt ist. Dabei ist die Verbindung zwischen dem ersten Anschluß P1 und dem zweiten Anschluß P2 weitestgehend unterbrochen, das heißt es fließt lediglich ein Spülvolumenstrom. Durch Aktivieren der Magnetspule 33 wird der Plunger 35 nach rechts, d. h. Richtung Wegeventil 2 axial beaufschlagt, so daß das Übertragungselement 39 und das Schiebeelement 8 in Richtung Deckel 13 verschoben werden. Auf diese Weise wird eine Verbindung zwischen den ersten Steuerbohrungen 21 und den zweiten Steuerbohrungen 22 mittels der Ringnut 24 hergestellt, so daß der erste Anschluß P1 und dem zweiten Anschluß P2 pneumatisch verbunden wird. Wird die Magnetspule wieder deaktiviert, wird der Steuerschieber 8, das Zwischenelement 39 und der Plunger 35 durch die Feder 26 entgegen der Federkraft der Vorspannfeder 38 wieder zurückgestellt.In the illustrated position, the solenoid is turned off and the spool 8th through the spring 26 against the first spacer 6 axially loaded, against the housing 4 is axially supported. In this case, the connection between the first port P1 and the second port P2 is largely interrupted, that is, it flows only a purge volume flow. By activating the magnetic coil 33 becomes the plunger 35 to the right, ie direction directional valve 2 acted upon axially, so that the transmission element 39 and the sliding element 8th towards the lid 13 be moved. This will create a connection between the first control bores 21 and the second control bores 22 by means of the annular groove 24 made so that the first port P1 and the second port P2 is pneumatically connected. If the solenoid is deactivated again, the spool will 8th , the intermediate element 39 and the plunger 35 through the spring 26 against the spring force of the biasing spring 38 reset again.

2 zeigt die Besonderheit der vorliegenden Erfindung in übertriebener Darstellung im Detail. Es ist die Schließstellung des Mehrwegeventils gezeigt, wobei die Verbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem zweiten Anschluß weitestgehend getrennt ist. Die Dichtung zwischen der Steuerhülse 5 und dem Steuerschieber 8 erfolgt durch unmittelbaren Anlagekontakt der beiden Bauteile zueinander, wobei ein minimaler Ringspalt 43 zwischen der außenzylindrischen Dichtfläche 42 des Steuerschiebers 8 und der innenzylindrischen Bohrung 23 der Steuerhülse 5 gebildet ist. Der Ringspalt hat eine Dicke, das heißt radiale Erstreckung, von weniger als 2 Mikrometer, insbesondere von 0,3 bis 2,0 Mikrometer. 2 shows the peculiarity of the present invention in an exaggerated view in detail. It is shown the closed position of the multi-way valve, wherein the connection between the first terminal and the second terminal is largely separated. The seal between the control sleeve 5 and the spool 8th takes place by direct abutment contact of the two components to each other, wherein a minimum annular gap 43 between the outer cylindrical sealing surface 42 of the spool 8th and the inside cylindrical bore 23 the control sleeve 5 is formed. The annular gap has a thickness, that is to say radial extent, of less than 2 micrometers, in particular from 0.3 to 2.0 micrometers.

Es ist ersichtlich, daß das axiale Ende der außenzylindrischen Dichtfläche 42 des Schiebelements 8 den Wandungsabschnitt der innenzylindrischen Bohrung 23 der Steuerhülse 5, der unmittelbar axial benachbart zu den Steuerbohrungen 22 liegt, axial überdeckt. Diese axiale Überdeckung L1, die auch als positive Überdeckung bezeichnet werden kann, kann in Abhängigkeit von der Dicke des Ringspalts bis zu etwa 4/10 mm, insbesondere bis zu 2/10 mm betragen. Je nach Dicke des Ringspalts ist jedoch auch eine negative Überdeckung denkbar, das heißt, daß das axiale Ende der außenzylindrischen Dichtfläche 42 innerhalb der Mündungen der Steuerbohrungen 22 liegt. Der so gebildete negative Überdeckungsabschnitt 12, der in 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist, kann dabei in Abhängigkeit von der Dicke des Ringspalts 43 etwa bis zu 4/10 mm, insbesondere bis zu 5/100 mm betragen.It can be seen that the axial end of the outer cylindrical sealing surface 42 of the push element 8th the wall portion of the inner cylindrical bore 23 the control sleeve 5 which is immediately axially adjacent to the control bores 22 lies, axially covered. This axial overlap L1, which may also be referred to as a positive overlap, may be up to about 4/10 mm, in particular up to 2/10 mm, depending on the thickness of the annular gap. Depending on the thickness of the annular gap, however, a negative overlap is conceivable, that is, that the axial end of the outer cylindrical sealing surface 42 within the mouths of the tax holes 22 lies. The thus formed negative overlap section 12 who in 2 is indicated by a dashed line, it can, depending on the thickness of the annular gap 43 approximately up to 4/10 mm, in particular up to 5/100 mm.

Insgesamt sind das Schiebeelement 8 und die Steuerhülse 5 so zueinander axial ausgerichtet, daß das axiale Ende der Dichtfläche 42 in der Schließstellung etwa in der Querebene E liegt, welche normal zur Längsachse der Steuerhülse 5 steht und die unmittelbar an die Mündungen der Steuerbohrungen 22 angrenzt. Dabei hängt die genaue Positionierung zwischen der außenzylindrischen Dichtfläche 42 des Schiebeelements 8 und den Steuerbohrungen 22 der Steuerhülse 5 von der Dicke des Ringspalts 43 ab. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Positionierung so eingestellt wird, daß ein Spülvolumenstrom von 1–10% des Nennvolumenstroms erreicht wird. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß eine Verschmutzung der Düse bzw. des zugehörigen Ventils verhindert wird.Overall, the sliding element 8th and the control sleeve 5 axially aligned with each other so that the axial end of the sealing surface 42 in the closed position approximately in the transverse plane E, which is normal to the longitudinal axis of the control sleeve 5 stands and directly to the mouths of tax holes 22 borders. The exact positioning between the outer cylindrical sealing surface depends 42 of the sliding element 8th and the tax holes 22 the control sleeve 5 of the thickness of the annular gap 43 from. According to the invention it is provided that the positioning is adjusted so that a flushing volume flow of 1-10% of the nominal volume flow is achieved. By this configuration it is achieved that contamination of the nozzle or the associated valve is prevented.

Die 3 und 4, welche im folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Ventilanordnung 46 mit mehreren Mehrwegeventilen 2 gemäß 1. Die Ventilanordnung 46, welche auch als Segment bezeichnet werden kann, umfaßt ein Trägerelement 47, an dem eine Vielzahl von Mehrwegeventilen 2 benachbart zueinander angeordnet sind. Die Mehrwegeventile 2 sind jeweils über eine Steckvorrichtung 48 mit dem Trägerelement 47 verbunden. Dabei umfaßt die Steckvorrichtung 48 sowohl eine mechanische Verbindung zum Trägerelement 47 als auch eine elektrische Verbindung über entsprechende Steckfahnen 49, 49' mit einer Platine 51, welche in dem Trägerelement 47 befestigt ist. Es versteht sich, daß anstelle der Platine auch andere elektronische Verbindungsmittel verwendet werden können, wie beispielsweise Kabel. Die Steuerung der einzelnen Mehrwegeventile 2 erfolgt vorzugsweise über eine auf der Platine 51 integrierten Steuerelektronik, welche nach Bedarf jedes einzelne der Mehrwegeventile 2 der Verbindungsanordnung 46 individuell öffnen und wieder schließen kann. Zur Stromversorgung der Ventilanordnung ist ein entsprechender Anschluß 52 vorgesehen.The 3 and 4 , which will be described together below, show a valve arrangement according to the invention 46 with several multiway valves 2 according to 1 , The valve arrangement 46 , which may also be referred to as a segment, comprises a carrier element 47 , where a variety of multiway valves 2 are arranged adjacent to each other. The multi-way valves 2 are each via a plug-in device 48 with the carrier element 47 connected. In this case, the plug-in device comprises 48 both a mechanical connection to the carrier element 47 as well as an electrical connection via corresponding terminal lugs 49 . 49 ' with a circuit board 51 , which in the support element 47 is attached. It is understood that other electronic connecting means may be used instead of the board, such as cables. The control of the individual multi-way valves 2 preferably takes place via a on the board 51 integrated control electronics, which as needed, each one of the multi-way valves 2 the connection arrangement 46 open individually and close again. To power the valve assembly is a corresponding connection 52 intended.

In dem Trägerelement 47 ist eine Hauptleitung 53 zur Druckluftversorgung ausgebildet, die über Verbindungskanäle 54 jeweils mit der ersten Querbohrung 15 des zugehörigen Mehrwegeventils 2 verbunden ist. Es sind ferner zweite Verbindungskanäle 55 vorgesehen, welche jeweils die zweiten Querbohrungen 16 mit einem entsprechenden Anschluß für ein Ventil verbinden. Im Übergangsbereich zwischen dem Trägerelement 47 und dem Gehäuse 4 ist eine Dichtung 56 zum Abdichten der Kanäle vorgesehen. Des weiteren hat das Trägerelement 47 Entlüftungsleitungen 57, 58, die jeweils über einen Entlüftungskanal 59, 60 mit dem zugehörigen Mehrwegeventil 2 verbunden sind. Zur Befestigung des Mehrwegeventils 2 an dem Trägerelement 57 dienen Schrauben 61, welche durch das Gehäuse 4 in entsprechende Gewindebohrungen 62 des Trägerelements 47 eingeschraubt werden.In the carrier element 47 is a main line 53 designed for compressed air supply, via the connection channels 54 each with the first transverse bore 15 the associated multi-way valve 2 connected is. There are also second connection channels 55 provided, which in each case the second transverse bores 16 connect with a corresponding connection for a valve. In the transition region between the support element 47 and the housing 4 is a seal 56 provided for sealing the channels. Furthermore, the carrier element 47 vent lines 57 . 58 , each via a ventilation channel 59 . 60 with the associated multiway valve 2 are connected. For fastening the multi-way valve 2 on the carrier element 57 serve screws 61 passing through the housing 4 in corresponding threaded holes 62 the carrier element 47 be screwed.

Bei der gezeigten Ventilanordnung 46 sind insgesamt 32 Mehrwegeventile 2 vorgesehen; es versteht sich jedoch, daß die Anzahl der Ventile 2 beliebig ist und an die entsprechenden Anforderungen des speziellen Einsatzfalles anzupassen sind.In the valve arrangement shown 46 are a total of 32 multi-way valves 2 intended; It is understood, however, that the number of valves 2 is arbitrary and must be adapted to the corresponding requirements of the specific application.

5 zeigt eine Ventilinsel 63, die aus mehreren Ventilanordnungen 46 gemäß 4 zusammengesetzt ist. Hierbei wird der Vorteil der modularen Aufbauweise ersichtlich. Es können, je nach Anwendungsfall, beliebig viele der einzelnen Ventilanordnungen 46 zusammengeschlossen werden, um die gesamte Breite des Materialstroms abzudecken. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, daß die unterschiedlichen Ventilanordnungen 46 auch unterschiedliche Nenndrücke aufweisen, so daß beispielsweise auch bei einer masseabhängigen Verteilung der einzelnen zu sortierenden Objekte über der Breite des Materialstroms eine zuverlässige Sortierung gewährleistet ist. Die Enden der einzelnen Ventilsegmente werden mittels Deckeln 64, 64' verschlossen. Jedes einzelne der Ventilsegmente 46 wird individuell über eine entsprechende Steuerelektronik angesteuert. Hierdurch ergibt sich ein höchstes Maß an Flexibilität für den speziellen Anwendungsfall. 5 shows a valve terminal 63 consisting of several valve arrangements 46 according to 4 is composed. Here, the advantage of the modular design becomes apparent. It can, depending on the application, any number of individual valve arrangements 46 be merged to cover the entire width of the material flow. In particular, it may be provided that the different valve arrangements 46 Also have different nominal pressures, so that, for example, even with a mass-dependent distribution of the individual objects to be sorted over the width of the material flow a reliable sorting is guaranteed. The ends of the individual valve segments are covered 64 . 64 ' locked. Each one of the valve segments 46 is controlled individually via a corresponding control electronics. This results in the highest degree of flexibility for the specific application.

6 zeigt ein erfindungsgemäßes Mehrwegeventil 2 in einer zweiten Ausführungsform. Dieses entspricht weitestgehend der Ausführungsform gemäß 1, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, daß das Mehrwegeventil gemäß 6 auch für eine Ventilanordnung gemäß 4 bzw. für eine der Ventilanordnungen gemäß 5 eingesetzt werden kann. Im folgenden werden in erster Linie die Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 1 erläutert. 6 shows a multi-way valve according to the invention 2 in a second embodiment. This corresponds largely to the embodiment according to 1 , to the description of which reference is made. The same or corresponding components are provided with the same reference numerals. It is understood that the multi-way valve according to 6 also for a valve assembly according to 4 or for one of the valve arrangements according to 5 can be used. In the following, primarily the differences from the embodiment according to 1 explained.

Die Besonderheit des vorliegenden Mehrwegeventils 2 besteht darin, daß eine Einstellvorrichtung 65 zum Einstellen der relativen axialen Position des Schiebeelements 8 zur Steuerhülse 5 in der Schließposition vorgesehen ist. Die Einstellvorrichtung 65 bietet den Vorteil, daß der Spülvolumenstrom unabhängig von Fertigungstoleranzen der Bauteile des Mehrwegeventils 2 nach Bedarf eingestellt werden kann. Die Einstellvorrichtung 65 umfaßt eine Einstellschraube 66 mit einem Gewinde, die in eine Bohrung des Deckels 37, der ein entsprechendes Gegengewinde aufweist, eingeschraubt wird. Die Stirnseite 67 der Einstellschraube 66 bildet eine Stützfläche, gegen die das federbeaufschlagte Schiebeelement 8 mittelbar über einen Zapfen 68 und den Plunger 35 axial abgestützt ist. Durch entsprechendes Drehen der Einstellschraube 66 wird somit die axiale Position des Schiebeelements 8 relativ zur Hülse 5 eingestellt. Die Einstellschraube 66, der Plunger 35, das Schiebeelement 8 samt Zapfen 68 sowie die Hülse 5 sind koaxial zueinander bzw. zur Längsachse A des Wegeventils 2 angeordnet.The peculiarity of the present multi-way valve 2 is that an adjustment 65 for adjusting the relative axial position of the sliding element 8th to the control sleeve 5 is provided in the closed position. The adjustment device 65 offers the advantage that the Spülvolumenstrom regardless of manufacturing tolerances of the components of the multi-way valve 2 can be adjusted as needed. The adjustment device 65 includes an adjustment screw 66 with a thread that fits into a hole in the lid 37 , which has a corresponding mating thread, is screwed. The front side 67 the adjusting screw 66 forms a support surface against which the spring-loaded sliding element 8th indirectly via a pin 68 and the plunger 35 is axially supported. By turning the adjustment screw accordingly 66 Thus, the axial position of the sliding element 8th relative to the sleeve 5 set. The adjusting screw 66 , the plunger 35 , the sliding element 8th including pins 68 as well as the sleeve 5 are coaxial to each other or to the longitudinal axis A of We geventils 2 arranged.

Als weitere Details sind in 6 ersichtlich, daß der Deckel 37 mit dem Anschlußstück 31 über eine Schraubverbindung verbunden ist. Weiter ist die Magnetspule 33 des elektromagnetischen Aktuators 3 erkennbar, der auf dem Anschlußstück 31 in einem Gehäuse 30 aufgenommen und mittels Blechelementen 29, 29' axial und radial fixiert ist. Die Verbindung des Anschlußstücks 31 mit dem Gehäuse 4 erfolgt über eine Schraubverbindung. Hierfür hat das Anschlußstück 31 einen Endabschnitt mit einem Außengewinde 32, der in eine entsprechende Gewindebohrung 28 des Gehäuses 4 eingeschraubt ist.As more details are in 6 seen that the lid 37 with the fitting 31 is connected via a screw connection. Next is the magnetic coil 33 of the electromagnetic actuator 3 recognizable, that on the fitting 31 in a housing 30 recorded and by means of sheet metal elements 29 . 29 ' is fixed axially and radially. The connection of the fitting 31 with the housing 4 via a screw connection. This has the fitting 31 an end portion with an external thread 32 in a corresponding threaded hole 28 of the housing 4 is screwed.

Insgesamt haben die erfindungsgemäßen Mehrwegeventile und die aus diesen zusammengesetzten Ventilanordnungen den Vorteil, daß diese einem geringen Verschleiß unterliegen, sehr geringe Schaltzeiten aufweisen und eine hohe Anzahl von Schaltvorgängen erreichen können. Des weiteren ist die Gefahr von Verschmutzung durch die Erzeugung eines Spülvolumenstromes in der Schließstellung reduziert. Dies wird dadurch erreicht, daß ein gewisser Ringspalt in den Mehrwegeventilen zwischen dem Schiebeelement und der Steuerhülse vorgesehen ist, durch den ein geringer Luftstrom ausströmt. Dieser Spülvolumenstrom verhindert, daß die Düse bzw. das Ventil verschmutzt werden, so daß die Mehrwegeventile bzw. die Ventilanordnung auch dauerhaft eine zuverlässige Funktionsfähigkeit aufweisen.All in all have the multi-way valves according to the invention and the valve assemblies composed of these have the advantage that these subject to low wear, have very short switching times and achieve a high number of switching operations can. Furthermore, the risk of pollution from the generation of a Spülvolumenstromes in the closed position reduced. This is achieved in that a certain annular gap in provided the multi-way valves between the sliding element and the control sleeve is, through which a small air flow flows out. This flushing volume flow prevents the Nozzle or the Be contaminated valve so that the multi-way valves or the valve assembly also permanently reliable operation exhibit.

22: MehrwegeventilMulti-way valve
33: elektromagnetischer Aktuatorelectromagnetic actuator
44: Gehäusecasing
55: Steuerhülsecontrol sleeve
66: erstes Distanzstückfirst spacer
77: zweites Distanzstücksecond spacer
88th: Schiebeelementsliding element
99: Bohrungdrilling
1111: Schultershoulder
1212: Sicherungsringcirclip
1313: Deckelcover
1414: Ringnutring groove
1515: erste Querbohrungfirst cross hole
1616: zweite Querbohrungsecond cross hole
1717: Düsejet
1818: erste Ringnutfirst ring groove
1919: zweite Ringnutsecond ring groove
2121: Steuerbohrungcontrol bore
2222: Steuerbohrungcontrol bore
2323: Zylinderbohrungbore
2424: Ringnutring groove
2525: Dichtringseal
2626: Federfeather
2727: Anlageflächecontact surface
2828: Ausnehmungrecess
2929: Blechelementsheet metal element
3030: Gehäuseteilhousing part
3131: Anschlußstückconnector
3232: Außengewindeexternal thread
3333: Magnetspulesolenoid
3434: Außenflächeouter surface
3535: Plungerplunger
3636: Bohrungdrilling
3737: Deckelteilcover part
3838: Vorspannfederbiasing spring
3939: Zwischenelementintermediate element
4242: Dichtflächesealing surface
4343: Ringspaltannular gap
4444: ÜberdeckungsabschnittCoverage section
4545: Anschlußelementconnecting element
4646: Ventilanordnungvalve assembly
4747: Trägerelementsupport element
4848: Steckvorrichtungplug-in device
4949: Steckfahneplug-in tab
5151: Platine/LeiterplatteBoard / printed circuit board
5252: Stromversorgungpower supply
5353: Hauptleitungmain
5454: Verbindungskanalconnecting channel
5555: Verbindungskanalconnecting channel
5656: Dichtungpoetry
5757: Entlüftungsleitungvent line
5858: Entlüftungsleitungvent line
5959: Entlüftungskanalvent channel
6060: Entlüftungskanalvent channel
6161: Schraubescrew
6262: Gewindebohrungthreaded hole
6363: Ventilinselvalve terminal
6464: Deckelcover
6565: Einstellvorrichtungadjustment
6666: Einstellschraubeadjustment
6767: Stirnseitefront
6868: Zapfenspigot
AA: Längsachselongitudinal axis
Ee: Querebenetransverse plane
LL: ÜberdeckungslängeOverlapping length

Claims

Pneumatic multi-way valve, in particular for use in a sorting system, comprising a control sleeve ( 5 ) with at least one first control bore ( 21 ) for a first fluid connection and a second control bore ( 22 ) for a second fluid connection, and a sliding element ( 8th ), which relative to the control sleeve ( 5 ) is displaceable around the at least one first control bore ( 21 ) and the at least one second control bore ( 22 ) in an open position to connect with each other or to separate in a closed position from each other; characterized in that between the sliding element ( 8th ) and the control sleeve ( 5 ) an annular gap ( 43 ) is formed, so that in the closed position, a purge volume flow between the first fluid port and the second fluid port can flow.

Multi-way valve according to claim 1, characterized in that the sliding element ( 8th ) relative to the control sleeve ( 5 ) is sealed immediately.

Multi-way valve according to claim 1 or 2, characterized in that a spring element ( 26 ) is provided, which the sliding element ( 8th ) is acted upon in the closed position.

Multi-way valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sliding element ( 8th ) by means of an electromagnetic actuator ( 3 ) is externally controlled to be converted, if necessary, in the closed position or the open position.

Multi-way valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the annular gap ( 43 ) between the sliding element ( 8th ) and the control sleeve ( 5 ) is designed such that the flushing volume flow is about 1% to 10% of the nominal volume flow.

Multi-way valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sliding element ( 8th ) an outer cylindrical sealing surface ( 42 ), which the at least one second control bore ( 22 ) is axially covered in the closed position and releases in the open position.

Multi-way valve according to claim 6, characterized in that the control sleeve ( 5 ) an inner cylindrical bore ( 23 ), in which the sliding element ( 8th ) with its outer cylindrical sealing surface ( 42 ), wherein the annular gap ( 43 ) between the inside cylindrical bore ( 23 ) and the outer cylindrical sealing surface ( 42 ) is formed.

Multi-way valve according to claim 7, characterized in that an axial end of the outer cylindrical sealing surface ( 42 ) of the sliding element ( 8th ) in the closed position approximately in a transverse plane (E) which is perpendicular to the longitudinal axis (A) of the control sleeve ( 5 ) and directly to the mouth of the at least one control bore ( 22 ) adjoins.

Multi-way valve according to claim 8, characterized in that the axial end of the outer cylindrical sealing surface ( 42 ) is within a range of -4/10 mm to +4/10 mm, in particular from -2/10 mm to +5/100 mm, relative to the transverse plane (E).

Multi-way valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the axial position of the sliding element ( 8th ) relative to the control sleeve ( 5 ) in the closed position by means of a spacer ( 6 ) is defined against which the sliding element ( 8th ) is axially supported in the closed position.

Multi-way valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that an adjusting device ( 65 ) is provided, with which the axial position of the sliding element ( 8th ) relative to the control sleeve ( 5 ) is variably adjustable in the closed position.

Multi-way valve according to claim 11, characterized in that an adjusting device ( 65 ) an adjusting screw ( 66 ), against which the sliding element ( 8th ) is axially supported at least indirectly in the closed position.

Multi-way valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the sliding element ( 8th ) a connection channel ( 24 ), which in the open position, the at least one first control bore ( 21 ) with the at least one second control bore ( 22 ) pneumatically connects.

Multi-way valve according to claim 3, characterized in that the voltage for driving the electromagnetic actuator ( 3 ) is pulse width modulated.

Valve arrangement according to claim 14, characterized in that for switching a multi-way valve ( 2 ) the voltage at the associated electromagnetic actuator ( 3 ) is increased in the short term to several times the rated voltage.

Valve arrangement, in particular for use in a Sorting system, characterized in that a plurality of multi-way valves after one of the claims 1 to 15 are provided, which are arranged side by side.

Valve arrangement according to claim 16, characterized in that at least one printed circuit board ( 51 ) is provided, with the multi-way valves ( 2 ) are electronically connected for individual control.

Valve arrangement according to claim 17, characterized in that on the printed circuit board ( 51 ) an electronic control system is provided, which on the electromagnetic actuator ( 3 ), wherein by driving the electromagnetic actuator ( 3 ) the position of the sliding element ( 8th ) is adjusted accordingly.

Valve arrangement according to one of Claims 16 to 18, characterized in that the multiway valves ( 2 ) on a common carrier element ( 48 ) are arranged.

Valve terminal, in particular for use in a sorting installation, characterized by a plurality of valve arrangements ( 46 ) according to any one of claims 13 to 19, which are interconnected.

Valve terminal according to claim 20, characterized ge indicates that a first of the valve arrangements ( 46 ) and a second of the valve arrangements ( 46 ' ) have different nominal pressures.