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Die Erfindung betrifft ein UND-Ventil, bei dem zwischen einem Ausgang und zwei Eingängen seines Ventilgehäuses je einer von zwei Durchlässen angeordnet ist und diese beiden Durchlässe von einander entgegengesetzt orientierten, zueinander koaxialen Ventilsitzen umrahmt sind, denen jeweils eines von zwei Verschlussgliedern eines Ventilgliedes vorgelagert ist, die in Abhängigkeit von dem am Ausgang und an den beiden Eingängen anstehenden Fluiddrücken mit übereinstimmender Bewegungsachse zwischen jeweils einer unter Verschließen des zugeordneten Durchlasses am zugeordneten Ventilsitz anliegenden Schließstellung und einer unter Freigabe des zugeordneten Durchlasses vom zugeordneten Ventilsitz abgehobenen Offenstellung bewegbar sind, wobei ein zwischen den beiden Ventilsitzen wirkendes Abstützmittel des Ventilgliedes einen derartigen Mindestabstand zwischen den beiden Verschlussgliedern definiert, dass die Verschlussglieder an einer gleichzeitigen Einnahme ihrer Schließstellungen gehindert sind.
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Ein aus der
US 2010/0 032 036 A1 und auch aus der
DE 10 2007 043 880 A1 bekanntes UND-Ventil dieser Art hat einen Ausgang und zwei Eingänge, wobei an dem Ausgang immer dann ein Fluiddruck ansteht, wenn beide Eingänge gleichzeitig mit einem Fluiddruck versorgt werden. Liegt an nur einem Eingang ein Fluiddruck an, wird ein zugeordnetes Verschlussglied in eine eine Fluidströmung zum Ausgang verhindernde Schließstellung verlagert. Somit lässt sich das UND-Ventil bevorzugt in eine Sicherheitsschaltung integrieren, beispielsweise im Zusammenhang mit der Betätigung von Pressmaschinen, um an dem Ausgang nur dann einen eine weitere Aktion hervorrufenden Fluiddruck zur Verfügung zu stellen, wenn an beiden Eingängen ein Fluiddruck ansteht. Andererseits können bei solchen Schaltungen unter Umständen Fehlfunktionen auftreten, wenn nach dem Abschalten der Fluidversorgung der Eingänge an dem Ausgang noch ein erhöhter Fluiddruck ansteht. Hier können sich fluiddruckbedingte Rückwirkungen auf Komponenten einstellen, die den Eingängen des UND-Ventils vorgeschaltet sind.
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Aus der
EP 2 226 537 B1 ist eine Ventileinheit bekannt, die über ein Mehrwegeventil verfügt, das einen von einem Ventilschieber gesteuerten Fluidkanal enthält, der mit einem eine besondere Gestaltung aufweisenden Rückschlagventil ausgestattet ist.
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Die
DE 197 27 158 A1 offenbart eine Steuervorrichtung mit einer Vakuumerzeugereinheit, die zur Senkung des Luftverbrauchs mit einem in einem Gehäuseabschnitt eingesetzten Rückschlagventil ausgestattet ist. In der
EP 1 705 410 A1 ist ein Drosselventil beschrieben, das zur Verwirklichung einer Rückschlagfunktion mit einer in einem Ringraum platzierten Rückschlag-Dichtlippe ausgestattet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, durch die bei einem UND-Ventil unerwünschte Rückwirkungen des amAusgang anstehenden Fluides auf die Eingänge vermieden werden.
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Die Aufgabe wird mit allen Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Auf diese Weise liegt ein UND-Ventil vor, dessen übliche Betriebsweise nicht beeinträchtigt wird, weil die vorhandene Rückschlagventileinrichtung eine Fluidströmung von den Eingängen zu dem Ausgang des Ventilgehäuses zulässt. Bei einer an sich eine Fluidströmung in der Gegenrichtung hervorrufenden Druckdifferenz jedoch nimmt die Rückschlagventileinrichtung eine Sperrstellung ein und verhindert eine Rückströmung vom Ausgang zu den Eingängen. Wenn also am Ausgang ein im Vergleich zu den Eingängen höherer Fluiddruck ansteht, führt dies nicht zu einer Rückströmung des Fluides zu den Eingängen, mit der Folge, dass Beeinträchtigungen eventuell vorgeschalteter Komponenten verhindert werden. Außerdem ist sichergestellt, dass der am Ausgang eventuell noch benötigte höhere Druck nicht unerwünscht abgebaut wird. Dies bewirkt zusätzlich einen energiesparenden Effekt. Es wird außerdem verhindert, dass am Ausgang infolge einer dortigen Nutzung des Druckmediums auftretende Verunreinigungen zu den Eingängen und zu den Eingängen vorgeschalteter Komponenten geleitet werden. Dadurch, dass die Rückschlagventileinrichtung im Ventilgehäuse untergebracht ist, können Manipulationen daran oder eine fehlerhafte Montage bei der Inbetriebnahme und Instandhaltung mit großer Sicherheit ausgeschlossen werden. Das UND-Ventil hat in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung weiterhin kompakte Abmessungen und lässt sich hinsichtlich seiner Installation genauso einfach handhaben wie ein konventionelles, keine Rückschlagventileinrichtung aufweisendes UND-Ventil.
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Das UND-Ventil zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass das Ventilglied funktionell in die Rückschlagventileinrichtung eingebunden ist. Das Ventilglied ist also Bestandteil der Rückschlagventileinrichtung. Dies bietet die Möglichkeit zur Einhaltung besonders kompakter Abmessungen und eines kostengünstigen Aufbaus des Ventils. Jedem der beiden Durchlässe ist eine der beiden Rückschlagventileinheiten zugeordnet. Besonders vorteilhaft ist hierbei ein Aufbau, bei dem sich die betreffende Rückschlagventileinheit im Innern des zugeordneten Durchlasses befindet. Sie kann insbesondere konzentrisch um das Ventilglied herum angeordnet sein.
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Jede Rückschlagventileinheit verfügt über zwei miteinander kooperierende Steuerkomponenten, die in einer Sperrstellung der Rückschlagventileinheit dichtend aneinander anliegen und in einer Freigabestellung der Rückschlagventileinheit voneinander abgehoben sind. Die Sperrstellung liegt vor, wenn der ausgangsseitig anstehende Fluiddruck größer ist als der dem Durchlass zugeordnete eingangsseitige Fluiddruck. Auf diese Weise sind Fluidrückströmungen vom Auslass zum zugeordneten Eingang verhindert. Ist der Eingangsdruck jedoch höher als der Ausgangsdruck, schaltet die Rückschlagventileinheit aufgrund der ansprechenden Druckdifferenz selbsttätig in die die Fluidströmung vom Eingang zum Ausgang freigebende Freigabestellung. Die eine Steuerkomponente der Rückschlagventileinheit befindet sich am Ventilgehäuse, die andere am Ventilglied. Die am Ventilglied angeordnete Steuerkomponente macht mithin die Umschaltbewegung des Ventilgliedes mit. Die Steuerfunktion der Rückschlagventileinheit wird durch diese Umschaltbewegung jedoch vorzugsweise nicht beeinflusst. Die Rückschlagventileinheit ist insbesondere so ausgelegt, dass sie ihre Funktionalität unabhängig von der zwischen dem Ventilglied und dem Ventilgehäuse eingenommenen Relativbewegung und Relativposition beibehält.
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Eine der beiden Steuerkomponenten der mindestens einem Durchlass zugeordneten Rückschlagventileinheit ist zweckmäßigerweise zumindest abschnittsweise bezüglich des sie tragenden Ventilbestandteils beweglich ausgebildet. Je nach Ausführungsform ist der die Steuerkomponente tragende Ventilbestandteil das Ventilgehäuse oder das Ventilglied.
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Bei einer der beiden miteinander kooperierenden Steuerkomponenten handelt es sich vorzugsweise um eine das Ventilglied konzentrisch umschließende Ringdichtung mit einer beweglichen Dichtlippe. Die andere Steuerkomponente ist zweckmäßigerweise von einer das Ventilglied konzentrisch umschließenden Dichtfläche gebildet. Als besonders vorteilhaft wird eine Ausgestaltung angesehen, bei der die Ringdichtung am Ventilgehäuse und die Dichtfläche am Ventilglied angeordnet ist. Eine umgekehrte Anordnung ist jedoch ebenfalls möglich.
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Wenn das Ventilglied umgeschaltet wird, gleiten die Dichtlippe und die zugeordnete Dichtfläche aneinander ab, sofern die Rückschlagventileinheit eine Sperrstellung einnimmt. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die ringförmige Dichtfläche nach Art eines Zylindermantels gestaltet ist. Die Dichtfläche ist insbesondere am Außenumfang eines schaftartig ausgebildeten Abstützmittels des Ventilgliedes angeordnet, das sich zwischen den beiden Verschlussgliedern erstreckt.
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Allen Ausführungsbeispielen ist zweckmäßigerweise gemeinsam, dass die Rückschlagventileinrichtung rein in Abhängigkeit von der an ihr anstehenden Druckdifferenz betätigt wird. Ist der Druck auf der Seite des Ausganges größer als eingangsseitig, liegt die Schließstellung vor. Bei umgekehrtem Druckverhältnis gibt die Rückschlagventileinrichtung eine Fluidströmung frei.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen UND-Ventils im Längsschnitt und in einem Betriebszustand, in dem die an den beiden Eingängen anstehenden Eingangsdrücke höher sind als der am Ausgang anstehende Ausgangsdruck, so dass Fluid von den beiden Eingängen zum Ausgang überströmt und dabei durch die aufgrund entsprechender Druckdifferenz eine Freigabestellung einnehmende Rückschlagventileinrichtung hindurchströmt,
- 2 das Ventil aus 1 in einem Betriebszustand, in dem an den beiden Eingängen unterschiedlich hohe Eingangsdrücke anstehen, so dass nur das den geringeren Eingangsdruck aufweisende Fluid zum Ausgang überströmt,
- 3 das UND-Ventil der 1 und 2 in einem Betriebszustand, in dem an nur einem der beiden Eingänge ein Fluiddruck ansteht und folglich kein Fluid von den Eingängen zum Ausgangs überströmt, und
4 das UND-Ventil der 1 bis 3 in einem Betriebszustand, in dem der am Ausgang anstehende Ausgangsdruck größer ist als der an jedem Eingang anstehende Eingangsdruck, wobei die Rückschlagventileinrichtung aufgrund dieser Druckdifferenz eine Sperrstellung einnimmt, in der sie ein Rückströmen von Fluid zu. den beiden Ausgängen verhindert.
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Das in der Zeichnung insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete UND-Ventil wird in der folgenden Beschreibung zur Vereinfachung auch nur als „Ventil“ benannt.
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Das Ventil 1 verfügt über ein Ventilgehäuse 2, in dem eine längliche Ausnehmung 3 mit einer Längsachse 4 ausgebildet ist. An die beiden einander entgegengesetzten Endbereiche der Ausnehmung 3 schließt sich jeweils einer von zwei Eingangskanälen 5a, 5b an, die im Folgenden als erster und zweiter Eingangskanal 5a, 5b bezeichnet seien. Jeder Eingangskanal 5a, 5b mündet zu einer Außenfläche 7 des Ventilgehäuses 2 aus, wobei die betreffende Mündung im Falle des ersten Eingangskanals 5a einen ersten Eingang 6a und im Falle des zweiten Eingangskanals 5b einen zweiten Eingang 6b bildet. Exemplarisch verlaufen die Eingangskanäle 5a, 5b rechtwinkelig zur Längsachse 4 der Ausnehmung 3. An einer zu den beiden Eingangskanälen 5a, 5b beabstandeten Stelle zweigt von der Ausnehmung 3 ein das Ventilgehäuse 2 durchsetzender und mit einem Ausgang 9 zur Außenfläche 7 des Ventilgehäuses 2 ausmündender Ausgangskanal 8 ab.
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Der Einmündungsbereich 13 des Ausgangskanals 8 in die Ausnehmung 3 ist von den beiden einander entgegengesetzten Stirnseiten der Ausnehmung 3 vorzugsweise gleich weit entfernt.
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Der sich zwischen dem ersten Eingangskanal 5a und dem Einmündungsbereich 13 des Ausgangskanals 8 erstreckende Längenabschnitt der Ausnehmung 3 bildet einen ersten Durchlass 14a. Ein zweiter Durchlass 14b ist von dem sich zwischen dem Einmündungsbereich 13 und dem zweiten Eingangskanal 5b erstreckenden Längenabschnitt der Ausnehmung 3 gebildet.
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Der erste Durchlass 14a ist an seiner dem ersten Eingangskanal 5a zugewandten Stirnseite von einem ringförmigen ersten Ventilsitz 15a koaxial umrahmt. In vergleichbarer Weise befindet sich an der dem zweiten Eingangskanal 5b zugewandten Stirnseite der Ausnehmung 3 ein zweiter Ventilsitz 15b, der den zweiten Durchlass 14b umrahmt. Die beiden Ventilsitze 15a, 15b weisen in Achsrichtung der Längsachse 4 in einander entgegengesetzte Richtungen und sind somit voneinander abgewandt.
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Im Innern des Ventilgehäuses 2 ist ein relativ zum Ventilgehäuse 2 in Achsrichtung der Längsachse 4 unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umschaltbewegung 16 linear bewegbares Ventilglied 17 angeordnet. Das Ventilglied 17 durchsetzt die Ausnehmung 3 in deren Längsrichtung und taucht mit einem ersten Endabschnitt 18a in den ersten Eingangskanal 5a ein und mit einem diesbezüglich entgegengesetzten zweiten Endabschnitt 18b in den zweiten Eingangskanal 5b.
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Der erste Endabschnitt 18a ist von einem dem ersten Ventilsitz 15a axial vorgelagerten ersten Verschlussglied 22a gebildet. In entsprechender Weise ist der zweite Endabschnitt 18b von einem dem zweiten Ventilsitz 15b axial vorgelagerten zweiten Verschlussglied 22b gebildet. Die beiden Verschlussglieder 22a, 22b sind exemplarisch tellerförmig ausgebildet.
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Zwischen den beiden Verschlussgliedern 22a, 22b erstreckt sich ein länglicher Schaftkörper 23 des Ventilgliedes 17, der die Ausnehmung 3 in Längsrichtung vollständig durchsetzt und dessen Querschnitt geringerist als der Querschnitt der Ausnehmung 3, so dass sich in beiden Durchlässen 14a, 14b ein sich zwischen dem betreffenden ersten beziehungsweise zweiten Ventilsitz 15a, 15b und dem Einmündungsbereich 13 erstreckender erster beziehungsweise zweiter Ringkanal 24a, 24b ergibt, der insbesondere konzentrisch um das Ventilglied 17 herum angeordnet ist. Der erste Ringkanal 24a ermöglicht durch den ersten Durchlass 14a hindurch eine Fluidströmung zwischen dem ersten Eingangskanal 5a und dem Ausgangskanal 8. Der zweite Ringkanal 24b ermöglicht durch den zweiten Durchlass 14b hindurch eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Eingangskanal 5b und dem Auslasskanal 8.
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Jedes Verschlussglied 22a, 22b hat an seiner zum Schaftkörper 23 weisenden Axialseite eine erste beziehungsweise zweite Schließfläche 25a, 25b. Die erste Schließfläche 25a ist dem ersten Ventilsitz 15a zugewandt, die zweite Schließfläche 25b dem zweiten Ventilsitz 15b. Jedes Verschlussglied 22a, 22b kann im Rahmen der Umschaltbewegung 16 des Ventilgliedes 17 zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegt werden. In der jeweiligen Schließstellung liegt das erste Verschlussglied 22a mit seiner ersten Schließfläche 25a dichtend am ersten Ventilsitz 15a an und liegt das zweite Verschlussglied 22b mit seiner zweiten Schließfläche 25b dichtend am zweiten Ventilsitz 15b an. In der jeweiligen Offenstellung ist das erste beziehungsweise zweite Verschlussglied 22a, 22b vom zugeordneten ersten beziehungsweise zweiten Ventilsitz 15a, 15b abgehoben.
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Nimmt ein Verschlussglied 22a oder 22b die Schließstellung ein, ist zwischen dem jeweils zugeordneten ersten beziehungsweise zweiten Eingangskanal 15a, 15b und dem sich daran anschließenden ersten beziehungsweise zweiten Durchlass 14a, 14b keine Fluidströmung möglich. Nur in der Offenstellung kann ein Fluid zwischen dem Eingangskanal 15a, 15b und dem sich anschließenden Durchlass 14a, 14b überströmen.
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Der Schaftkörper 23 fungiert als Abstützmittel 26, das ständig dafür sorgt, dass die beiden Verschlussglieder 22a, 22b sich nicht näher als einen vorbestimmten Mindestabstand aneinander annähern können. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser Mindestabstand durch die Länge des Schaftkörpers 23 vorgegeben. Die beiden Verschlussglieder 22a, 22b sind an dem Schaftkörper 23 vorzugsweise so befestigt, dass zumindest in der Längsrichtung des Ventilgliedes 16 keine Relativbewegung zwischen dem Schaftkörper 23 und den Verschlussgliedern 22a, 22b möglich ist.
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Der Mindestabstand zwischen den beiden Verschlussgliedern 22a, 22b ist so gewählt, dass der zwischen den einander zugewandten Schließflächen 25a, 25b vorhandene Abstand größer ist als der ebenfalls in Achsrichtung der Längsachse 4 gemessene Abstand zwischen den beiden einander entgegengesetzt orientierten Ventilsitzen 15a, 15b. Aufgrund dieser Ausgestaltung können niemals gleichzeitig beide Verschlussglieder 22a, 22b ihre Schließstellung einnehmen. Entweder befindet sich das eine der beiden Verschlussglieder 22a, 22b in der Offenstellung, wobei gleichzeitig das jeweils andere Verschlussglied 22b, 22a die Schließstellung einnimmt, oder es befinden sich beide Verschlussglieder 22a, 22b in einer vom zugeordneten Ventilsitz 15a, 15b abgehobenen Offenstellung.
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Während einer in 1 und 2 illustrierten Arbeitsphase wird gleichzeitig über die beiden Eingänge 6a, 6b jeweils ein fluidisches Druckmedium eingespeist, bei dem es sich vorzugsweise um Druckluft handelt. Andere gasförmige Medien oder auch flüssige Medien können jedoch ebenfalls verwendet werden. Wenn die an den beiden Eingängen 6a, 6b anliegenden Fluiddrücke - im Folgenden als „Eingangsdrücke“ bezeichnet - gleichgroß sind und zugleich der am Ausgang 9 anstehende Fluiddruck - im Folgenden „Ausgangsdruck“ genannt - kleiner ist als die Eingangsdrücke, kann das Ventilglied 17 die aus 1 ersichtliche beidseitige Offenstellung einnehmen, in der beide Verschlussglieder 22a, 22b sich in der Offenstellung befinden und gemäß Strömungspfeilen 27 eine Fluidströmung von jedem Eingang 6a, 6b zum Ausgang 9 hin stattfindet. Das Fluid strömt dabei im Bereich der beiden Durchlässe 14a, 14b durch die ersten und zweiten Ringkanäle 24a, 24b hindurch.
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Die 2 illustriert einen Betriebszustand, in dem an beiden Eingängen 6a, 6b ein Überdruck als Eingangsdruck ansteht, wobei die Eingangsdrücke allerdings unterschiedlich groß sind. In einem solchen Betriebszustand wirken auf die in Achsrichtung der Längsachse 4 einander entgegengesetzt orientierten und an den beiden Endabschnitten 18a, 18b angeordneten ersten und zweiten Betätigungsflächen 28a, 28b des Ventilgliedes 17, die zweckmäßigerweise gleich groß sind, unterschiedlich hohe Betätigungsdrücke, so dass das Ventilglied 17 in eine einseitige Offenstellung umgeschaltet wird, in der das eine der beiden Verschlussglieder 22a, 22b die Offenstellung und das andere dieser beiden Verschlussglieder 22a, 22b die Schließstellung einnimmt. Die 2 zeigt exemplarisch einen Betriebszustand, bei dem der Eingangsdruck am zweiten Eingang 6b größer ist als am ersten Eingang 6a, so dass das Ventilglied 17 aufgrund dieser Druckdifferenz derart verschoben wird, dass das zweite Verschlussglied 22b die Schließstellung und das erste Verschlussglied 22a die Offenstellung einnimmt. Dementsprechend ist eine Fluidströmung 32 vom ersten Eingang 6a zum Ausgang 9 möglich, während gleichzeitig eine Fluidströmung 33 vom zweiten Eingang 6b zum Ausgang 9 verhindert ist.
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In der 3 ist eine Arbeitsphase des Ventils 1 gezeigt, in der an lediglich einem der beiden Eingänge 6a, 6b ein atmosphärischer Überdruck anliegt, exemplarisch an dem zweiten Eingang 6b. Der andere, hier der erste Eingang 6a, ist hingegen drucklos. Auch in diesem Fall nimmt das Ventilglied 17 eine einseitige Offenstellung vergleichbar der 2 ein, wobei jedoch in diesem Fall kein Fluid zu dem Ausgang 9 überströmt, weil zum einen die Fluidströmung 33 im Bereich des zweiten Einganges 6b durch das in Schließstellung befindliche zweite Verschlussglied 22b unterbrochen ist und zum anderen an dem Eingang 6a, der eigentlich mit dem Ausgang 9 in Fluidverbindung steht, kein Druckmedium eingespeist wird.
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Somit verfügt das Ventil 1 über eine integrierte Sicherheitsfunktion dahingehend, dass es eine Fluidströmung zum Ausgang 9 nur dann zulässt, wenn gleichzeitig an beiden Eingängen 6a, 6b ein Überdruck anliegt.
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Das Ventil 1 verfügt als weiteren Sicherheitsaspekt über eine Rückschlagventileinrichtung 34, die im Innern des Ventilgehäuses 2 in die Verbindung zwischen dem Ausgang 9 und den beiden Eingängen 6a, 6b eingeschaltet ist und die in Abhängigkeit von der an ihr anstehenden Druckdifferenz betätigt wird. Dabei ist die Rückschlagventileinrichtung 34 so ausgelegt und angeordnet, dass sie grundsätzlich eine Fluidströmung vom Ausgang 9 in Richtung zu den beiden Eingängen 6a, 6b verhindert, in der Gegenrichtung jedoch zulässt. Die Rückschlagventileinrichtung 34 hat also eine Sperrrichtung in Richtung zu den Eingängen 6a, 6b und eine Durchlassrichtung in der entgegengesetzten Richtung.
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Somit ist die weiter oben geschilderte Arbeitsweise des Ventils 1 ungeachtet der integrierten Rückschlagventileinrichtung 34 uneingeschränkt möglich. Zugleich wird aber durch die Rückschlagventileinrichtung 34 verhindert, dass in einem in 4 illustrierten Betriebszustand, in dem der am Ausgang 9 anstehende Ausgangsdruck größer ist als jeder an den Eingängen 6a, 6b anstehende Eingangsdruck, eine Fluidströmung vom Ausgang 9 zu einem oder beiden Eingängen 6a, 6b stattfindet. Die in dieser Betriebsphase abgesperrte Fluidströmung ist in 34 bei 35 schematisch angedeutet.
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Die Funktion der Rückschlagventileinrichtung 34 ist vorzugsweise unabhängig von der momentanen Schaltstellung des Ventilgliedes 17. Somit kann die Rückschlagventileinrichtung 34 sowohl ihre Sperrfunktion als auch ihre Durchlassfunktion unabhängig von der Schaltstellung des Ventilgliedes 17 erfüllen, wobei ihr Betriebszustand lediglich von der Druckdifferenz zwischen den stromauf und stromab an ihr anstehenden Fluiddrücken abhängt.
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Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Rückschlagventileinrichtung 34 aus zwei im Folgenden als erste Rückschlagventileinheit 34a und zweite Rückschlagventileinheit 34b bezeichneten Rückschlagventileinheiten. Hierbei ist die erste Rückschlagventileinheit 34a dem ersten Durchlass 14a und die zweite Rückschlagventileinheit 34b dem zweiten Durchlass 14b zugeordnet. Ein relevanter Aspekt dieser beiden Rückschlagventileinheiten 34a, 34b besteht darin, dass sie jeweils unter unmittelbarem Anteil des Ventilgliedes 17 gebildet sind. Das Ventilglied 17 ist sowohl ein Bestandteil der ersten Rückschlagventileinheit 34a als auch ein Bestandteil der zweiten Rückschlagventileinheit 34b.
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Die beiden Rückschlagventileinheiten 34a, 34b sind vorzugsweise im Innern des jeweils zugeordneten ersten beziehungsweise zweiten Durchlasses 14a, 14b angeordnet und nehmen vorzugsweise eine zu dem Ventilglied 17 koaxiale Position ein.
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Jede der beiden Rückschlagventileinheiten 34a, 34b verfügt über eine konzentrisch um das Ventilglied 17 herum angeordnete und an dem Ventilgehäuse 2 fixierte erste Steuerkomponente 36. Diese erste Steuerkomponente 36 ist vorzugsweise von einer Ringdichtung 36a gebildet, die das Abstützmittel 26 beziehungsweise den Schaftkörper 23 konzentrisch umschließt und insbesondere in einer am Innenumfang des zugeordneten Durchlasses 14a, 14b ausgebildeten, nach radial innen hin offenen Ringnut 38 gehäusefest fixiert ist.
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Die Ringdichtung 36a hat eine bezüglich des sie tragenden Ventilbestandteils, hier: des Ventilgehäuses 2, bewegliche ringförmige Dichtlippe 36b, die das Abstützmittel 26 konzentrisch umschließt und in dem zugeordneten Durchlass 14a, 14b nach radial innen ragt.
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Das Ventilglied 17 ist pro Rückschlagventileinheit 34a, 34b mit einer zweiten Steuerkomponente 37 ausgestattet, die beim Ausführungsbeispiel von einer fest am Außenumfang des Abstützmittels 26 angeordneten ringförmigen Dichtfläche 37a gebildet ist, welche vorzugsweise nach Art eines Zylindermantels geformt ist. Die ringförmige Dichtfläche 37a erstreckt sich in der Umfangsrichtung der Längsachse 4 rings um das Abstützmittel 26 herum.
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Im drucklosen Zustand der Durchlässe 14a, 14b nehmen die beiden Steuerkomponenten 36, 37 relativ zueinander eine Sperrstellung ein, wobei der von der Dichtlippe 36b gebildete, bezüglich des Ventilgehäuses 2 bewegliche Abschnitt der Ringnut 38 unter leichter Vorspannung ringsum an der von ihr umschlossenen Dichtfläche 37a des Abstützmittels 26 anliegt.
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Wenn das Ventilglied 17 eine Umschaltbewegung 16 ausführt, während gleichzeitig mindestens eine Rückschlagventileinheit 34a oder 34b eine Sperrstellung einnimmt, gleitet die Dichtfläche 37a an der an ihr anliegenden Dichtlippe 36b ab.
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Die Ringdichtungen 36 der beiden Rückschlagventileinheiten 34a, 34b haben im Querschnitt betrachtet vorzugsweise einen schrägen oder abgebogenen Verlauf, so dass sie sich von radial außen nach radial innen hin zu dem Einmündungsbereich 13 annähern. Auf diese Weise bewirkt ein Drucküberschuss auf der dem Ausgang 9 zugewandten Seite der Ringdichtung 36a, dass die Dichtlippe 36b aufgrund der herrschenden Druckdifferenz nach radial innen in die Sperrstellung gedrückt wird, in der sie unter Abdichtung an der von ihr umschlossenen Dichtfläche 37a anliegt. Dieser Zustand liegt in der Betriebsphase gemäß 4 vor.
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Wenn andererseits der Druck der auf der dem zugeordneten Einlass 6a, 6b zugewandten Rückseite der Ringdichtung 36a größer ist als der ausgangsseitig herrschende Fluiddruck, wird die bewegliche Dichtlippe 36b von der Dichtfläche 37a des Ventilgliedes 17 abgehoben und gibt den zugeordneten Ringkanal 24a, 24b frei, so dass das Druckmedium hindurchströmen kann.
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Die in Achsrichtung der Längsachse 4 gemessene Ausdehnung der beiden Dichtflächen 37a, 37b ist jeweils ausreichend groß bemessen, um zu gewährleisten, dass die zugeordnete Dichtlippe 36b in jeder Axialposition des Ventilgliedes 17 in Dichtkontakt mit der zugeordneten Dichtfläche 37a, 37b treten kann. Somit ist die Rückschlagfunktion jeder Rückschlagventileinheit 34a, 34b trotz des Umstandes, dass während der Umschaltbewegung 16 eine Relativbewegung zwischen den beiden Steuerkomponenten 36, 37 stattfindet, unabhängig von der momentan zwischen dem Ventilglied 17 und dem Ventilgehäuse 2 vorhandenen Relativposition gewährleistet. Dies ist von Vorteil, weil sich während des Betriebes des Ventils 1 nicht vorhersehen lässt, welche Relativposition das Ventilglied 17 bezüglich des Ventilgehäuses 2 gerade einnimmt, wenn der Ausgangsdruck die Eingangsdrücke übersteigt.
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Bei einer abgewandelten Bauform des Ventils 1 liegt bei mindestens einer und zweckmäßigerweise bei jeder Rückschlagventileinheit 34a, 34b eine umgekehrte Anordnung der beiden miteinander kooperierenden Steuerkomponenten 36, 37 vor. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass das Ventilglied 17 die Ringdichtung 36a trägt und sich die Dichtfläche 37a als das Ventilglied 17 mit radialem Abstand konzentrisch umschließende Fläche am Ventilgehäuse 2 befindet. Dies ist in 1 bei einer Rückschlagventileinheit gestrichelt angedeutet.
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In der Zeichnung sind strichpunktiert bei 43 und 44 noch zwei weitere alternative Ausführungsformen der Rückschlagventileinrichtung angedeutet. Diese Ausgestaltungen sind alternativ zu der eben beschriebenen Rückschlagventileinrichtung 34 realisierbar.
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Eine in 1 angedeutete Rückschlagventileinrichtung 43 besteht aus einer einzigen Rückschlagventileinheit 43a, die in dem Ausgangskanal 8 im Innern des Ventilgehäuses 2 angeordnet ist. Somit wird das Rückströmen eines Fluides aus dem Ausgang 9 zu beiden Eingängen 6a, 6b hin mittels einer einzigen, zentral angeordneten Rückschlagventileinrichtung 43 verhindert.
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Eine in 2 angedeutete Rückschlagventileinrichtung 44 enthält zwei gesonderte Rückschlagventileinheiten 44a, 44b, die jeweils in einem der beiden Eingangskanäle 5a, 5b im Innern des Ventilgehäuses 2 angeordnet sind. Hier wird also im Gegensatz zu der weiter oben ausführlich geschilderten Rückschlagventileinrichtung 34 die Fluidströmung durch die beiden Durchlässe 14a, 14b jeweils separat gesteuert.
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Auch wenn die Rückschlagventileinrichtungen 43, 44 nicht direkt mit dem Ventilglied 17 kooperieren, haben sie doch den Vorteil, dass sie durch die Integration in das Ventilgehäuse 2 sehr platzsparend untergebracht sind und ab Werk vormontiert sein können, so dass bei der Montage des Ventils 1 keine Einbaufehler auftreten können.
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Die Rückschlagventileinheiten 43a, 44a, 44b können beispielsweise gemäß den in der
EP 2 226 537 B1 erläuterten Bauformen ausgebildet sein. Da sie jedoch in der Regel auch in der Durchlassrichtung eine gewisse Beschränkung der Strömungsrate mit sich bringen, wird die oben geschilderte Bauform der das Ventilglied 16 einbeziehenden Rückschlagventileinrichtung 34 bevorzugt.
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Es besteht prinzipiell auch die Möglichkeit, die geschilderten Rückschlagventilprinzipien miteinander zu kombinieren. Beispielsweise könnte eine mit dem Ventilglied 17 kooperierende Rückschlagventileinheit 34a mit einer in einen Einlasskanal 5b eingebauten Rückschlagventileinheit 44b kombiniert werden.
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Allen Ausführungsbeispielen der Rückschlagventileinrichtung 34, 43, 44 ist gemeinsam, dass sie in das Ventilgehäuse 2 eingebaut sind und von einer geschützten Unterbringung profitieren. Dadurch sind Manipulationen oder fehlerhafte Montage bei Inbetriebnahme und Instandhaltung ausgeschlossen.
