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Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit, mit einem in einem Ventilgehäuse in Achsrichtung einer Hauptachse zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung linear verschiebbar angeordneten Ventilglied, das einen rohrförmigen Steuerschaft aufweist, der mit einer ringförmigen unteren Stirnfläche voraus in eine Ventilkammer hineinragt, wobei die untere Stirnfläche eine Schließfläche bildet, der axial eine ringförmige gehäusefeste Ventilsitzfläche gegenüberliegt, die eine Kanalöffnung eines an einer Unterseite in die Ventilkammer einmündenden ersten Ventilkanals umrahmt, wobei die Schließfläche in der Schließstellung des Ventilgliedes unter Abdichtung an der Ventilsitzfläche anliegt und in der Offenstellung von der Ventilsitzfläche abgehoben ist, wobei ein zweiter Ventilkanal in einen Außenbereich der Ventilkammer einmündet, der in der Schließstellung des Ventilgliedes um den Steuerschaft herum angeordnet und von dem ersten Ventilkanal abgetrennt ist und der in der Offenstellung des Ventilgliedes durch einen axial von der Schließfläche und von der Ventilsitzfläche begrenzten ringförmigen Überströmspalt hindurch mit dem ersten Ventilkanal kommuniziert, wobei sich in dem hohlen Steuerschaft ein an seiner der Kanalöffnung des ersten Ventilkanals zugewandten Unterseite frei endender gehäusefester Kernkörper von oben her zumindest bis auf die axiale Höhe der Schließfläche des die Offenstellung einnehmenden Ventilgliedes erstreckt, der die Ventilkammer an ihrer der Kanalöffnung des ersten Ventilkanals gegenüberliegenden Oberseite verschließt und der stirnseitig an seiner Unterseite geschlossen ist, wobei er mit seiner der ersten Kanalöffnung zugewandten geschlossenen unteren Stirnfläche eine Strömungsleitfläche bildet, die so gestaltet ist, dass sie das in der Offenstellung zwischen den beiden Ventilkanälen überströmende Fluid ohne Durchströmen des Kernkörpers unten außen an dem Kernkörper vorbeileitet.
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Eine aus der
US 5 074 521 A bekannte Ventileinheit dieser Art enthält ein über einen rohrförmigen Steuerschaft verfügendes Ventilglied, das in Achsrichtung einer Hauptachse relativ zu einem Ventilgehäuse bewegbar ist. Der Steuerschaft ist einer Ventilkammer zugeordnet, in die zwei Ventilkanäle einmünden. In dem rohrförmigen Steuerschaft erstreckt sich ein gehäusefest fixierter massiver Kernkörper, der randseitig in einem Bereich endet, in dem sich auch eine stirnseitige Schließfläche des Steuerschaftes befindet, wenn das Ventilglied seine Offenstellung einnimmt. An seiner unteren Stirnfläche ist der Kernkörper verschlossen, so dass er eine Strömungsleitfläche für das zwischen den beiden Ventilkanälen überströmende Druckmedium definiert. Zur Betätigung des Ventilgliedes sind Betätigungsmittel vorhanden, bei denen es sich beispielsweise um einen servohydraulischen Antrieb handelt.
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Die
US 4 500 070 A beschreibt eine Ventileinheit, die über einen Kernkörper und ein diesbezüglich verschiebbares Ventilglied mit einem den Kernkörper umschließenden Steuerschaft verfügt. Die Rückseite des Ventilgliedes ist durch einen Zweigkanal hindurch auch dem zu steuernden Systemdruck ausgesetzt ist, sodass eine gewisse Druckkompensation vorliegen dürfte, die es ermöglicht, das Ventilglied mit geringen Stellkräften zu betätigen. Für die Betätigung des Ventilgliedes ist am Ventilglied ein Stößel angeordnet, der aus dem Ventilglied herausragt und mit Betätigungsmitteln verbunden ist.
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Bei einer in der
EP 1 281 901 A2 beschriebenen Ventileinheit wird ein Ventilglied, das an einem Kolbenschaft angeordnet ist, durch einen in der Schließstellung stirnseitig auf das Ventilglied einwirkenden Fluidduck in eine Offenstellung bewegt, wenn eine entgegengesetzte Antriebsfläche eines Antriebskolbens druckmäßig entlastet wird.
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Aus der US 2011 / 0 146 814 A1 ist eine Ventileinrichtung bekannt, die über ein axial verschiebbares hülsenförmiges Ventilglied verfügt, das mittels einer mechanischen Federeinrichtung in eine Schließstellung vorgespannt ist. Ein Steuerventil ist in der Lage, das Ventilglied axial mit einem Steuerdruck zu beaufschlagen, um es in eine Offenstellung zu verschieben.
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Ein aus der
US 1 752 439 A bekanntes Ventil verfügt über ein Ventilglied mit einem rohrförmigen Steuerschaft, der relativ zu einem Kernkörper bewegbar ist. Die Wanddicke des Steuerschaftes ist relativ gering, so dass die Kraftwirkungen des zu steuernden Druckmediums ebenfalls nur wenig ausgeprägt sind. Die Umschaltbewegung des Ventilgliedes wird mit einer nach Art eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders konzipierten Antriebseinrichtung realisiert, die einen axial beidseits beaufschlagbaren Antriebskolben aufweist, der entweder separat ausgebildet oder in das Ventilglied integriert ist.
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Aus der WO 2010/ 060 565 A1 ist eine hydraulische Ventilanordnung bekannt, in die stationär eine Ventilhülse eingesetzt ist, in der sich ein hülsenförmiger Schließkörper axial bewegbar erstreckt. In einer Schließstellung sitzt der hülsenförmige Schließkörper auf einem ringförmigen Ventilsitz auf und trennt dadurch zwei Ventilkanäle voneinander ab. Mit Hilfe einer Vorsteuereinrichtung kann der Schließkörper axial bewegt werden, um ihn in eine Offenstellung umzuschalten. Der Schließkörper ist insgesamt druckmäßig ausgeglichen und ist durch eine Feder ständig in die Schließstellung vorgespannt. Aufgrund des Druckausgleiches sind zum Betätigen des Schließkörpers nur geringe Stellkräfte erforderlich.
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Eine aus der
EP 2 105 641 B1 bekannte Ventileinheit dient zur Steuerung des Blasdruckes bei der Blasherstellung von Kunststoffbehältern und enthält ein Ventilglied mit einem rohrförmigen Steuerschaft, der von einer Oberseite her in eine Ventilkammer hineinragt und an seiner unteren Stirnfläche eine Schließfläche aufweist. Das Ventilglied kann wahlweise in einer mit der Schließfläche an einer gegenüberliegenden Ventilsitzfläche anliegenden Schließstellung oder in einer von der Ventilsitzfläche abgehobenen Offenstellung positioniert werden. Befindet sich das Ventilglied in der Offenstellung, kann ein zu steuerndes Fluid, insbesondere Druckluft, durch eine von der Ventilsitzfläche umrahmte Kanalöffnung hindurch zwischen zwei Ventilkanälen überströmen. In der Schließstellung ist ein zu der Kanalöffnung gehörender erster Ventilkanal von einem zweiten Ventilkanal abgetrennt, der mit einem um den Steuerschaft herum angeordneten Außenbereich der Ventilkammer kommuniziert. An der der Kanalöffnung entgegengesetzten Oberseite ist die Ventilkammer durch einen in den Steuerschaft hineinragenden Kernkörper verschlossen, der hülsenförmig ausgebildet ist und einen zu der Ventilkammer hin offenen Hohlraum bildet, durch den hindurch sich eine axial bewegliche Reckstange erstreckt. Da das zu steuernde Fluid auch in den Kernkörper eindringt, verzeichnet die Ventileinheit ein relativ großes Totraumvolumen, was sich nachteilig auf die Effizienz des Betriebes auswirkt, zumal das zu steuernde Fluid in der Regel unter einem sehr hohen Druck steht, beispielsweise in der Größenordnung von 40 bar.
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Die
DE 44 16 955 A1 zeigt ein Entlastungsventil, das über ein rohrförmiges Ventilglied verfügt, das in seiner Schließstellung mit einer stirnseitigen Schließfläche voraus an einer ringförmigen Ventilgliedfläche anliegt. Das rohrförmige Ventilglied sitzt gleitverschieblich auf einem teils massiven und teils rohrförmigen Führungskörper, wobei der rohrförmige Abschnitt des Führungskörpers eine Ventilkammer durchsetzt und mit einer Vielzahl von Wanddurchbrechungen versehen ist. Da das Druckmedium in der Offenstellung des Ventilgliedes gezwungen ist, durch die Wanddurchbrechungen hindurchzuströmen, ist die Durchflussrate relativ begrenzt, was einen Einsatz im Hochdruckbereich mit entsprechend hohen Durchflussraten beeinträchtigt.
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Aus der
EP 2 176 053 B1 ist eine zur Blasformung von Behältern verwendbare Ventileinheit bekannt, die über mehrere hintereinandergeschaltete Einzelventile verfügt, die jeweils über ein Ventilglied mit einem rohrförmigen Steuerschaft verfügen. Sämtliche Ventilglieder sind von einer axial verschiebbaren Reckstange durchsetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, die die Effizienz der Ventileinheit insbesondere bei Hochdruckanwendungen verbessern.
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Die Aufgabe wird durch eine Ventileinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Auf diese Weise ist in der Offenstellung des Ventilgliedes eine effiziente und verwirbelungsarme Fluidströmung zwischen den beiden Ventilkanälen gewährleistet. Der von oben her in die Ventilkammer hineinragende Kernkörper begrenzt unmittelbar mit seiner geschlossenen Stirnfläche die Ventilkammer, und zwar auf einer axialen Höhe, die zumindest im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit der Schließfläche des die Offenstellung einnehmenden Ventilgliedes liegt, sodass das zwischen den beiden Ventilkanälen überströmende Fluid davon abgehalten wird, in das Innere des Steuerschaftes einzutreten und sich dort zu stauen. In vergleichbarer Weise wirkt die geschlossene untere Stirnfläche des Kernkörpers in Bezug auf den Kernkörper selbst, da sie ein Hindurchströmen des Fluides durch den Kernkörper verhindert. Die untere Stirnfläche des Kernkörpers ist als Strömungsleitfläche gestaltet, die so ausgebildet ist, dass sie das in der Offenstellung zwischen den beiden Ventilkanälen überströmende Fluid an der der Kanalmündung des ersten Ventilkanals zugewandten Unterseite des Kernkörpers vorbeileitet, ohne dem Fluid die Möglichkeit zu bieten, in Kavitäten des Kernkörpers einzudringen. Die komplett geschlossene Ausführung der unteren Stirnfläche des Kernkörpers hat den weiteren Effekt einer Verringerung des Totraumvolumens, was die Energieeffizienz der Ventileinheit steigert und dazu beiträgt, die Taktzeiten bei der Blasformung von Kunststoffflaschen zu reduzieren. Insgesamt hat die rohrförmige, vorzugsweise sehr dünnwandige Gestaltung des Steuerschaftes auch den Vorteil, dass die in der Ventilkammer auf das Ventilglied einwirkenden Fluidkräfte relativ gering sind, sodass selbst bei hohen Fluiddrücken nur verhältnismäßig geringe Stellkräfte zum Umschalten des Ventilgliedes erforderlich sind und die Abhängigkeit der Umschaltzeit vom Arbeitsdruck äußerst gering ist. Die Ventileinheit ist ausgebildet, um das Umschalten des Ventilgliedes zwischen der Offenstellung und der Schließstellung mittels Fluidkraft und insbesondere mittels Druckluft zu steuern. In diesem Zusammenhang verfügt das Ventilglied über einen Antriebskolben, der in einer von der Ventilkammer fluiddicht abgetrennten Antriebskammer des Ventilgehäuses angeordnet ist und der eine Antriebsfläche aufweist, die zum Umschalten des Ventilgliedes mittels eines Antriebsfluides beaufschlagbar ist. Ferner ist die Ventileinheit mit Rückstellfedermitteln ausgestattet, durch die das Ventilglied während des Betriebes der Ventileinheit ständig in die Offenstellung vorgespannt ist und bei denen es sich um Luftfedermittel handelt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Die Strömungsleitfläche ist bevorzugt so gestaltet, dass zumindest ihr radial außen angeordneter Randbereich zumindest im Wesentlichen axial auf gleicher Höhe mit der Schließfläche des Steuerschaftes liegt, wenn das Ventilglied die Offenstellung einnimmt. Auf diese Weise ist ein ungehinderter Fluidübertritt zwischen den außerhalb und innerhalb des Steuerschaftes liegenden Bereichen der Ventilkammer möglich. Verwirbelungen können auf ein Minimum reduziert werden.
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Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die stirnseitig am Kernkörper ausgebildete Strömungsleitfläche mit einem zentralen Flächenabschnitt zu versehen, der axial weiter in Richtung zur Kanalöffnung des ersten Ventilkanals vorsteht als ein diesen zentralen Flächenabschnitt umrahmender Randabschnitt der Strömungsleitfläche, der sich zweckmäßigerweise radial bis hin zur peripheren Mantelfläche des Kernkörpers erstreckt.
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Der außen liegende ringförmige Randabschnitt der Strömungsleitfläche kann so gestaltet sein, dass er über eine konkave Krümmung verfügt, um die Umlenkung der Fluidströmung zu begünstigen.
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Bevorzugt ist die Strömungsleitfläche so gestaltet, dass der in der Ventilkammer den maximalen Fluiddurchfluss zwischen dem Kernkörper und dem Ventilgehäuse bestimmende Strömungsquerschnitt zumindest im Wesentlichen gleichgroß ist wie der in der Offenstellung des Ventilgliedes von dem Überströmspalt definierte Strömungsquerschnitt. Zwischen dem Kernkörper und dem Ventilgehäuse, insbesondere den die Ventilsitzfläche definierenden Bestandteilen des Ventilgehäuses, kann zweckmäßigerweise pro Zeiteinheit zumindest im Wesentlichen die gleiche Menge an Fluid hindurchströmen wie durch den zwischen der Schließfläche und der Ventilsitzfläche in der Offenstellung des Ventilgliedes definierten ringförmigen Überströmspalt. Auf diese Weise ergibt sich ein optimal ausgelegtes Strömungssystem.
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Der den maximalen Fluiddurchfluss zwischen dem Kernkörper und dem Ventilgehäuse bestimmende Strömungsquerschnitt befindet sich zweckmäßigerweise zwischen dem radial außen angeordneten Randbereich der Strömungsleitfläche und dem die Kanalöffnung des ersten Ventilkanals umrahmenden Bestandteil des Ventilgehäuses. Bei diesem Bestandteil des Ventilgehäuses kann es sich insbesondere um einen Bestandteil handeln, der die Ventilsitzfläche definiert. Beispielsweise kann die Ventilsitzfläche an einem gesonderten Ventilsitzkörper des Ventilgehäuses ausgebildet sein, der an einem Gehäusekörper des Ventilgehäuses fixiert ist.
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Als besonders vorteilhaft hinsichtlich der angestrebten Minimierung der Druckabhängigkeit der Ventilschaltzeiten hat es sich erwiesen, wenn die Wanddicke des rohrförmigen Steuerschaftes in dem innerhalb der Ventilkammer liegenden Bereich maximal 10 % und zweckmäßigerweise 3 % bis 6 % des Innendurchmessers des rohrförmigen Steuerschaftes beträgt. Auf diese Weise ist die von dem in der Ventilkammer herrschenden Fluiddruck beaufschlagte Schließfläche des Steuerschaftes sehr gering bei gleichzeitig noch ausreichend hoher Struktursteifigkeit des Steuerschaftes.
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Um die geschlossene untere Stirnfläche des Kernkörpers zu realisieren, ist es von Vorteil, wenn als Kernkörper ein massiver, hohlraumloser Körper zum Einsatz kommt. Es kann insbesondere ein aus Vollmaterial bestehender Körper zum Einsatz kommen.
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Das Ventilglied ist zweckmäßigerweise von einem zentralen Hohlraum durchsetzt, der axial beidseits ausmündet, sodass es sich bei dem Ventilglied um einen ein geringes Gewicht aufweisenden Hohlkörper handelt. Das Ventilglied ist mit seinem zentralen Hohlraum auf den Kernkörper koaxial aufgesetzt, wobei zwischen dem Kernkörper und dem Ventilglied zweckmäßigerweise Dichtungsmittel vorhanden sind, die einen Fluiddurchtritt durch den Hohlraum hindurch verhindern, sodass axial zu beiden Seiten des Ventilgliedes unterschiedliche Drücke herrschen können, ohne sich zu beeinflussen.
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Der das Ventilglied axial durchsetzende Kernkörper ist zweckmäßigerweise an seiner der Strömungsleitfläche axial entgegengesetzten Stirnseite gehäusefest fixiert. Prinzipiell könnte der Kernkörper einstückig mit dem Ventilgehäuse ausgebildet sein, jedoch empfiehlt sich insbesondere aus Gründen der einfacheren Herstellung und Montage eine bezüglich des Ventilgehäuses separate Ausgestaltung. Der Kernkörper ist in diesem Fall vorzugsweise durch eine Schraubverbindung am Ventilgehäuse fixiert, wobei allerdings zusätzlich oder alternativ auch andere Befestigungsarten gewählt werden können.
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Der Kernkörper ist zweckmäßigerweise an einem ringförmigen Ventilsitzkörper des Ventilgehäuses ausgebildet, der als eigenständiger Körper an einem die Ventilkammer begrenzenden Gehäusekörper des Ventilgehäuses fixiert ist. Der Ventilsitzkörper kann am zugeordneten Gehäusekörper beispielsweise festgeklemmt und/oder festgeklebt sein, auch eine Einpressbefestigung ist möglich.
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Der Antriebskolben befindet sich zweckmäßigerweise an dem der Schließfläche axial entgegengesetzten Endabschnitt des Steuerschaftes. Vorzugsweise ist der Antriebskolben ein bezüglich des Steuerschaftes separates Bauteil.
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Bei einem bevorzugten Aufbau des Ventilgliedes ist der Antriebskolben von der der Schließfläche axial entgegengesetzten Seite her axial lose, zugleich aber radial spielfrei auf den Steuerschaft aufgesetzt. Er stützt sich dabei an einer am Steuerschaft ausgebildeten Anschlagschulter ab, sodass er eine auf seine Antriebsfläche einwirkende Fluidkraft als in Richtung der Schließstellung wirkende Schubkraft auf den Steuerschaft übertragen kann. Für die Rückstellung in die Offenstellung sorgen zweckmäßigerweise am Steuerschaft angreifende Rückstellkräfte, bei denen es sich vorzugsweise um Federkräfte handelt.
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Die Rückstellfedermittel kooperieren seitens des Ventilgliedes vorzugsweise mit dessen Steuerschaft.
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Zweckmäßigerweise hat das Ventilgehäuse einen derart mehrteiligen Aufbau, dass es einen die Ventilkammer begrenzenden unteren Gehäusekörper und einen daran angesetzten, die Antriebskammer begrenzenden oberen Gehäusekörper aufweist. Diese beiden Gehäusekörper begrenzen gemeinsam einen Gehäuseinnenraum, in den ein die Ventilkammer von der Antriebskammer abtrennender Unterteilungskörper eingesetzt ist, der sowohl von dem Ventilglied als auch von dem Kernkörper durchsetzt ist. Der Unterteilungskörper kooperiert statisch dichtend mit einem oder beiden Gehäusekörpern und außerdem dynamisch dichtend mit dem ihn durchsetzenden Steuerschaft. Zweckmäßigerweise übernimmt der Unterteilungskörper auch eine Zentrierfunktion, indem er radial spielfrei in beide Gehäusekörper eingreift.
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Ein zur gesteuerten Betätigung des Ventilglieds dienendes Antriebsfluid wird vorzugsweise mittels einer elektrisch betätigbaren Vorsteuerventileinrichtung der Ventileinheit gesteuert zugeführt. Zweckmäßigerweise ist die Ventileinheit mit einem Speisekanal ausgestattet, der einerseits mit einer externen Druckquelle verbindbar oder verbunden ist und der die Vorsteuerventileinrichtung mit dem Antriebsfluid versorgt. Von diesem Speisekanal wird zweckmäßigerweise auch Druckmedium abgezweigt, das zur Realisierung einer das Ventilglied in Richtung der Schließstellung beaufschlagenden Luftfeder genutzt wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventileinheit in einem Längsschnitt und in der Offenstellung des Ventilgliedes, wobei eine zur gesteuerten Betätigung des Ventilgliedes dienende Vorsteuerventileinrichtung nur schematisch angedeutet ist, und
- 2 die in 1 illustrierte Ventileinheit ohne Darstellung der Vorsteuerventileinrichtung in einem Längsschnitt und in der Schließstellung des Ventilgliedes.
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Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Ventileinheit wird vorzugsweise eingesetzt, um bei der Streckblasherstellung von Kunststoffbehältern den Blasdruck zu steuern. Eine in diesem Zusammenhang verwendete Streckblasvorrichtung enthält in der Regel eine Blasform, in der eine die äußere Form eines herzustellenden Kunststoffbehälters vorgebende Blaskammer ausgebildet ist, in die ein Einblaskanal einmündet, durch den hindurch ein unter hohem Arbeitsdruck stehendes Arbeitsfluid, in der Regel Druckluft, in die Blasform eingeblasen wird, um einen in der Blaskammer platzierten, aus einem verformbaren Kunststoffmaterial bestehenden Vorformling aufzublasen und zur Formgebung des Kunststoffbehälters an die die Blaskammer begrenzende Wandung anzudrücken. Der Arbeitsdruck ist regelmäßig ein Hochdruck und liegt beispielsweise in der Größenordnung von 40 bar. Da die Ventileinheit 1 für Hochdruckanwendungen gut geeignet ist, kann sie auch als Hochdruck-Ventileinheit bezeichnet werden. Grundsätzlich sind die Einsatzmöglichkeiten der Ventileinheit 1 jedoch nicht auf Hochdruckanwendungen beschränkt und erschöpfen sich insbesondere auch nicht auf den Einsatz bei der Streckblasherstellung von Kunststoffbehältern.
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Zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung sei bezüglich der Ventileinheit 1 eine Unterseite 2 definiert, die in der Zeichnung nach unten weist, sowie eine diesbezüglich entgegengesetzt orientierte Oberseite 3. Ungeachtet dieser Richtungsangaben kann die Ventileinheit 1 mit beliebiger Ausrichtung betrieben werden, also beispielsweise auch derart, dass die Unterseite 2 seitwärts oder nach oben orientiert ist.
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Die Ventileinheit 1 enthält ein Ventilgehäuse 4 und ein relativ zu dem Ventilgehäuse 4 unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umschaltbewegung 5 linear verschiebbares Ventilglied 6. Die Umschaltbewegung 5 verläuft in Achsrichtung einer Hauptachse 7 der Ventileinheit 1, die sich zweckmäßigerweise zwischen der Unterseite 2 und der Oberseite 3 erstreckt. Im Rahmen der Umschaltbewegung 5 kann das Ventilglied 6 wahlweise in einer aus 1 ersichtlichen Offenstellung oder in einer aus 2 ersichtlichen Schließstellung positioniert werden.
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In dem Ventilgehäuse 4 sind ein erster Ventilkanal 8 und ein zweiter Ventilkanal 9 ausgebildet. In der Offenstellung des Ventilgliedes 6 sind die beiden Ventilkanäle 8, 9 fluidisch miteinander verbunden, während sie in der Schließstellung des Ventilgliedes 6 fluiddicht voneinander abgetrennt sind.
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Beim Ausführungsbeispiel wird der erste Ventilkanal 8 als Einlasskanal genutzt, in den von außen her das zu steuernde Arbeitsfluid eingespeist wird und der zu diesem Zweck eine außen am Ventilgehäuse 4 ausmündende Anschlussöffnung 8a aufweist. Auch der zweite Ventilkanal 9 hat zweckmäßigerweise eine zur Außenfläche des Ventilgehäuses 4 ausmündende Anschlussöffnung, die in der Zeichnung nicht weiter ersichtlich ist und an die beispielsweise der oben erwähnte Einblaskanal einer Blasform angeschlossen werden kann. Der zweite Ventilkanal 9 kann aber auch unmittelbar selbst diesen Einblaskanal bilden. Es besteht im Übrigen auch die Möglichkeit, die beiden Ventilkanäle 8, 9 mit umgekehrter Belegung zu betreiben, sodass der zweite Ventilkanal 9 den Einlasskanal bildet und der erste Ventilkanal 8 als Auslasskanal genutzt wird, dem beispielsweise ein Einblaskanal einer Blasform einer Streckblasvorrichtung zugeordnet ist.
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Das Ventilgehäuse 4 begrenzt einen Gehäuseinnenraum 12, der unter anderem das Ventilglied 6 aufnimmt. Bevorzugt ist der Gehäuseinnenraum 12 von zwei ineinander übergehenden Teilräumen 12a, 12b gebildet, von denen ein erster Teilraum 12a in einem ersten Gehäusekörper 4a und ein zweiter Teilraum 12b in einem zweiten Gehäusekörper 4b des Ventilgehäuses 4 ausgebildet ist. Diese beiden Gehäusekörper 4a, 4b sind in einem Fügebereich 13 aneinander angesetzt und sind mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Hilfe von Schraubmitteln, aneinander befestigt. Jeder Teilraum 12a, 12b ist nach Art eines Sackloches im zugeordneten Gehäusekörper 4a, 4b ausgebildet und zu dem Fügebereich 13 hin offen, sodass die Teilräume 12a, 12b mit ihren im Fügebereich 13 liegenden Öffnungen ineinander übergehen. Es ist somit ersichtlich, dass das Ventilgehäuse 4 vorzugsweise einen mehrteiligen Aufbau hat.
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Der Gehäuseinnenraum 12 ist axial, also in Achsrichtung der Hauptachse 7, in eine Ventilkammer 14 und eine Antriebskammer 15 unterteilt. Diese Unterteilung wird vorzugsweise bewirkt durch einen bezüglich der beiden Gehäusekörper 4a, 4b separaten Unterteilungskörper 16, der in den Gehäuseinnenraum 12 eingesetzt ist. Unterhalb des Unterteilungskörpers 16, also an der der Unterseite 2 zugewandten Seite des Unterteilungskörpers 16, befindet sich die Ventilkammer 14. Die Antriebskammer 15 schließt sich nach oben hin, also in Richtung zu der Oberseite 3, an den Unterteilungskörper 16 an.
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Der Unterteilungskörper 16 ist unter Abdichtung in den Gehäuseinnenraum 12 eingesetzt. Radial zwischen ihm und dem Ventilgehäuse 4 sind statische Dichtungsmittel 17 angeordnet, die eine axiale Fluidströmung am Außenumfang des Unterteilungskörpers 16 zwischen dem Unterteilungskörper 16 und der Wandung des Gehäuseinnenraumes 12 verhindern. Bei den statischen Dichtungsmitteln 17 handelt es sich beispielsweise um O-Ringe, die in Umfangsnuten des Unterteilungskörpers 16 eingesetzt sind.
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Der Unterteilungskörper 16 übernimmt zweckmäßigerweise auch eine Zentrierfunktion. Er taucht ausgehend von dem Fügebereich 13 jeweils radial spielfrei in die beiden Teilräume 12a, 12b ein und sorgt auf diese Weise für eine angestrebte exakte Ausrichtung zwischen den beiden Gehäusekörpern 4a, 4b.
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Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Funktion des Unterteilungskörpers 16 von einem integralen Bestandteil des ersten und/oder zweiten Gehäusekörpers 4a, 4b übernommen.
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Der Unterteilungskörper 16 begrenzt die Ventilkammer 14 an einer der Antriebskammer 15 zugewandten Oberseite. Der Unterteilungskörper 16 hat einen ringförmigen Querschnitt, sodass er eine ringförmige obere Wandfläche 18 der Ventilkammer 14 definiert, die ortsfest bezüglich des Ventilgehäuses 4 angeordnet ist.
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Die Ventilkammer 14 hat eine zu der ringförmigen oberen Wandfläche 18 beabstandete Unterseite 22, an der sich eine der ringförmigen oberen Wandfläche 18 zugewandte Bodenfläche 23 befindet, die vom Ventilgehäuse 4 definiert ist. Die Ventilkammer 14 ist axial einerseits von der ringförmigen oberen Wandfläche 18 und andererseits von der diesbezüglich beabstandeten Bodenfläche 23 begrenzt.
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Der erste Ventilkanal 8 mündet mit einer ersten Kanalöffnung 24 an der Unterseite 22 beziehungsweise an der dort befindlichen Bodenfläche 23 in die Ventilkammer 14 ein. Die erste Kanalöffnung 24 ist dabei bevorzugt koaxial zu der Hauptachse 7 ausgerichtet.
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Die erste Kanalöffnung 24 ist, bevorzugt konzentrisch, von einer der Ventilkammer 14 zugewandten und exemplarisch nach oben weisenden ringförmigen Ventilsitzfläche 25 umrahmt. Diese Ventilsitzfläche 25 ist ortsfest bezüglich des Ventilgehäuses 4 ausgebildet und insbesondere ein Bestandteil der Bodenfläche 23. Es besteht die Möglichkeit, die Ventilsitzfläche 25 als einstückigen Bestandteil des ersten Gehäusekörpers 4a auszubilden. Vorzugsweise kommt zur Realisierung der Ventilsitzfläche 25 allerdings ein bezüglich der Gehäusekörper 4a, 4b separater ringförmiger Ventilsitzkörper 26 zum Einsatz, der auf eine geeignete Weise an dem ersten Gehäusekörper 4a befestigt ist. Das Ausführungsbeispiel zeigt einen scheibenförmig flach ausgebildeten ringförmigen Ventilsitzkörper 26, der in eine Ausnehmung des ersten Gehäusekörpers 4a eingesetzt und darin beispielsweise durch eine Klebeverbindung befestigt ist. Der Ventilsitzkörper 26 könnte alternativ beispielsweise auch durch eine Schraubbefestigung oder durch eine Einpressbefestigung fixiert sein.
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Die Ventilsitzfläche 25 ist axial, in Achsrichtung der Hauptachse 7, orientiert. Es ist von Vorteil, wenn sie von einem Elastomermaterial gebildet ist, aus dem der Ventilsitzkörper 26 insgesamt besteht oder wenn sie an einem starren Grundteil des Ventilsitzkörpers 26 angebracht ist.
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Der zweite Ventilkanal 9 mündet abseits der ersten Kanalöffnung 24 mit einer zweiten Kanalöffnung 27 ebenfalls in die Ventilkammer 14 ein.
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Das Ventilglied 6 hat einen rohrförmigen Längenabschnitt, der zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen den beiden Ventilkanälen 8, 9 dient und der deshalb als Steuerschaft 28 bezeichnet sei. Der rohrförmige Steuerschaft 28 ist koaxial zu der Hauptachse 7 angeordnet, wobei er sich in Achsrichtung der Hauptachse 7 durch eine zentrale Durchbrechung 32 des Unterteilungskörpers 16 hindurch erstreckt. Der Steuerschaft 28 hat einen unteren axialen Endabschnitt 33, mit dem er von oben her in die Ventilkammer 14 hineinragt, und außerdem verfügt er über einen entgegengesetzten oberen axialen Endabschnitt 34, mit dem er nach oben in die Antriebskammer 15 hineinragt.
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In der Antriebskammer 15 befindet sich zweckmäßigerweise ein Antriebskolben 35, der mit dem oberen axialen Endabschnitt 34 des rohrförmigen Steuerschaftes 28 in Wirkverbindung steht und der zweckmäßigerweise auch zu dem Ventilglied 6 gehört. Durch eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung dieses Antriebskolbens 35 kann die Umschaltbewegung 5 hervorgerufen und kann das Ventilglied 6 in wahlweise der Offenstellung oder der Schließstellung so lange wie gewünscht positioniert werden.
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Bei dem Antriebskolben 35 handelt es sich exemplarisch um ein starres Element, das unter dynamischer Abdichtung gleitverschieblich mit der radial nach innen weisenden Umfangsfläche 36 der Antriebskammer 15 in Kontakt steht. Die dynamische Abdichtung wird durch einen vorzugsweise als Lippendichtring ausgebildeten Dichtring 37 des Antriebskolbens 35 hervorgerufen. Anstelle eines starren Kolbens könnte auch eine biegbare Membran die Funktion des Antriebskolbens 35 übernehmen.
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Der untere axiale Endabschnitt 33 endet mit einer der Ventilkammer 14 zugewandten ringförmigen Stirnfläche 38, die der Ventilsitzfläche 25 in Achsrichtung der Hauptachse 7 gegenüberliegt und dabei auch zugewandt ist. Diese ringförmige Stirnfläche 38 bildet eine Schließfläche 42, mit der der Steuerschaft 28 an der Ventilsitzfläche 25 dichtend anliegt, wenn das Ventilglied 6 die aus 2 ersichtliche Schließstellung einnimmt.
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In der aus 1 ersichtlichen Offenstellung nimmt das Ventilglied 6 eine nach oben gefahrene, von der Bodenfläche 23 der Ventilkammer 14 axial beabstandete Stellung ein. Diese Offenstellung ist beispielsweise dadurch vorgegeben, dass das Ventilglied 6 an der dem Unterteilungskörper 16 gegenüberliegenden stirnseitigen Abschlussfläche 43 der Antriebskammer 15 anliegt, die beim Ausführungsbeispiel von der axialen Grundfläche des Teilraums 12b gebildet ist.
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In der Offenstellung des Ventilgliedes 6 ist die Schließfläche 42 von der Ventilsitzfläche 25 abgehoben, sodass ein axialer Abstand zwischen diesen beiden Flächen 42, 25 vorliegt. Auf diese Weise begrenzen die Schließfläche 42 und die Ventilsitzfläche 25 in der Offenstellung des Ventilgliedes 6 einen zu der Hauptachse 7 koaxialen ringförmigen Überströmspalt 44 zwischen einem Innenbereich 45 der Ventilkammer 14, in die die erste Kanalöffnung 24 einmündet, und einem Außenbereich 46 der Ventilkammer 14, in den der zweite Ventilkanal 9 mit seiner zweiten Kanalöffnung 27 einmündet.
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Nimmt das Ventilglied 6 die Offenstellung ein, kann ein durch den ersten Ventilkanal 8 in die Ventilkammer 14 einströmendes Arbeitsfluid durch den Innenbereich 45, den Überströmspalt 44 und den Außenbereich 46 hindurch in den zweiten Ventilkanal 9 überströmen, und umgekehrt.
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In der Schließstellung des Ventilgliedes 6 ist diese Fluidverbindung unterbrochen. Gemäß 2 liegt in diesem Fall der rohrförmige Steuerschaft 28 mit seiner Schließfläche 42 an der Ventilsitzfläche 25 an, sodass er mit seinem die Ventilkammer 14 axial durchsetzenden, im Folgenden als Schließabschnitt 47 bezeichneten Längenabschnitt den Innenbereich 45 radial von dem Außenbereich 46 fluiddicht abtrennt. Der mit dem zweiten Ventilkanal 9 kommunizierende Außenbereich 46 erstreckt sich rings um den Schließabschnitt 47 herum, durch den er jedoch von dem Innenbereich 45 fluiddicht abgeschottet ist, der von dem Schließabschnitt 47 umschlossen ist. Der Schließabschnitt 47 ist durchbrechungslos ausgebildet und weist stirnseitig die Schließfläche 42 auf.
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Das Ventilglied 6 ist koaxial zweckmäßigerweise von einem Hohlraum 48 durchsetzt, der zu den beiden axialen Stirnseiten des Ventilglieds 6 hin offen ist. Mithin mündet der Hohlraum 48 an seiner Unterseite in die Ventilkammer 14 und an seiner Oberseite in die Antriebskammer 15. Man kann das Ventilglied 6 folglich als Hohlkörper bezeichnen. In dem Hohlraum 48 erstreckt sich ein bezüglich des Ventilgehäuses 4 ortsfester Kernkörper 52, der mit seinem oberen axialen Endabschnitt 53 am Ventilgehäuse 4 befestigt ist. Die Befestigung kann durch eine einstückige Ausbildung mit dem Ventilgehäuse 4 und insbesondere mit dem zweiten Gehäusekörper 4b verwirklicht werden. Beim Ausführungsbeispiel ist der Kernkörper 52 mit dem Ventilgehäuse 4 verschraubt, wobei in der Zeichnung gestrichelt eine zu diesem Zweck verwendete Befestigungsschraube 54 illustriert ist. Der Kernkörper 52 stützt sich zweckmäßigerweise mit seiner den oberen axialen Endabschnitt 53 abschließenden oberen Stirnfläche 53a an der stirnseitigen Abschlussfläche 43 der Antriebskammer 15 ab.
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Der Kernkörper 52 durchsetzt das Ventilglied 6 und verschließt dadurch die Ventilkammer 14 an ihrer der Kanalöffnung 24 des ersten Ventilkanals 8 gegenüberliegenden Oberseite. Dabei endet der der Ventilkammer 14 zugeordnete untere axiale Endabschnitt 55 des Kernkörpers 52 mit axialem Abstand vor der Bodenfläche 23 der Ventilkammer 14. Der Kernkörper 52 ist also lediglich an seinem oberen axialen Endabschnitt 53 fixiert, während er an seinem entgegengesetzten unteren axialen Endabschnitt 55 frei endet, ohne bezüglich des Ventilgehäuses direkt abgestützt zu sein.
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Der rohrförmige Steuerschaft 28 ist koaxial von einer Schaftausnehmung 56 durchsetzt. Diese Schaftausnehmung 56 bildet zumindest einen im Bereich der Schließfläche 42 offenen Längenabschnitt des das Ventilglied 6 durchsetzenden Hohlraumes 48. Exemplarisch ist das Ventilglied 6 so konzipiert, dass der Hohlraum 48 gesamthaft von der Schaftausnehmung 56 gebildet ist. Dies resultiert daher, dass der Antriebskolben 35 radial außen auf den oberen axialen Endabschnitt 34 des Steuerschaftes 28 aufgesetzt ist und sich der Steuerschaft 28 durch den Antriebskolben 35 hindurch erstreckt.
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Die axiale Länge des Kernkörpers 52 ist so gewählt, dass sich der Kernkörper 52 in dem Steuerschaft 28 von oben her zumindest bis auf die axiale Höhe der Schließfläche 42 erstreckt, wenn das Ventilglied 6 die aus 1 ersichtliche Offenstellung einnimmt. Der Kernkörper 52 hat eine nach unten weisende, der Bodenfläche 23 zugewandte untere Stirnfläche 57, die geschlossen ist, sodass kein Arbeitsfluid ins Innere des Kernkörpers 52 eintreten kann. Der Kernkörper 52 verhindert auch einen relevanten Fluideintritt aus der Ventilkammer 14 in die Schaftausnehmung 56 hinein, sodass man ihn insoweit auch als Füllkörper bezeichnen kann, der den sich an die Schließfläche 42 anschließenden Längenabschnitt der Schaftausnehmung 56 zumindest annähernd ausfüllt und dadurch zu einer beträchtlichen Verringerung von Totraumvolumen beiträgt. Zweckmäßigerweise liegt zwischen dem Kernkörper 52 und dem unteren axialen Endabschnitt 33 des Steuerschaftes 28 nur ein minimaler Ringspalt vor, der erforderlich ist, um eine reibungsfreie axiale Relativbewegung zwischen dem Ventilglied 6 und dem Kernkörper 52 bei der Umschaltbewegung 5 zu ermöglichen.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass koaxial zwischen dem Außenumfang des bevorzugt zylindrischen Kernkörpers 52 und dem bevorzugt ebenfalls zylindrischen Innenumfang des Steuerschaftes 28 ein Ringspalt 58 mit geringer Spaltbreite ausgebildet ist, der die uneingeschränkte axiale Relativbeweglichkeit zwischen dem Steuerschaft 28 und dem Kernkörper 52 gewährleistet. Da sich dieser Ringspalt 58 jedoch, wie der gesamte Hohlraum 48, komplett durch das Ventilglied 6 hindurch erstreckt und zu beiden Stirnseiten des Ventilgliedes 6 ausmündet, sind im Verlauf des Ringspaltes 58 innere Dichtmittel 62 angeordnet, die einen axialen Fluiddurchtritt durch den Ringspalt 58 hindurch unterbinden. Diese inneren Dichtmittel 62 dichten insbesondere dynamisch ab und gewährleisten die axiale Beweglichkeit des Ventilgliedes 6. Beim Ausführungsbeispiel enthalten sie eine Kombination aus einem Dichtungsring 62a und einem konzentrisch vorgeschalteten Gleitring 62b, die beide in einer Ringnut des Kernkörpers 52 fixiert sind, wobei der auch über abdichtende Eigenschaften verfügende Gleitring 62b am Innenumfang des Steuerschaftes 28 anliegt.
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Vergleichbar aufgebaute äußere Dichtmittel 63 sind auch im Bereich des Innenumfanges des Unterteilungskörpers 16 angeordnet, die am Außenumfang des Steuerschaftes 28 unter Abdichtung gleitverschieblich anliegen und die verhindern, dass zwischen dem Steuerschaft 28 und dem Unterteilungskörper 16 hindurch ein Fluidaustritt aus der Ventilkammer 14 stattfindet.
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Vorzugsweise trägt der Unterteilungskörper 16 auch noch einen Führungsring 64, der den unteren axialen Endabschnitt 33 des Steuerschaftes 28 gleitverschieblich umschließt und für eine exakte Linearführung des Ventilgliedes 6 bei der Umschaltbewegung 5 sorgt.
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Die geschlossene untere Stirnfläche 57 des Kernkörpers 52 bildet nicht nur einen weiteren Bestandteil der oberen Begrenzungswand der Ventilkammer 14, sondern auch eine Strömungsleitfläche 65, die in der Offenstellung das zwischen den beiden Ventilkanälen 8, 9 überströmende Arbeitsfluid unten außen an dem Kernkörper 52 vorbeileitet, sodass ein effektives Strömungsprofil vorliegt. Die Strömungsleitfläche 65 verhindert insbesondere auch ein Hindurchströmen des Arbeitsfluides durch den Kernkörper 52 hindurch und sorgt dafür, dass das über den ersten Ventilkanal 8 zuströmende Arbeitsfluid durch den Überströmspalt 44 radial hindurchtreten kann, ohne durch den unteren axialen Endabschnitt 33 des Steuerschaftes 28 blockiert zu werden.
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Insofern ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest der radial außen angeordnete Randbereich 66 der Strömungsleitfläche 65 in der Offenstellung des Ventilgliedes 6 zumindest im Wesentlichen und vorzugsweise genau axial auf gleicher Höhe mit der die Strömungsleitfläche 65 koaxial umschließenden Schließfläche 42 des Steuerschaftes 28 liegt. Dies trifft auf das Ausführungsbeispiel zu.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kernkörper 52 im Bereich seiner unteren Stirnfläche 57 so konturiert ist, dass die dort befindliche Strömungsleitfläche 65 einen zentralen Flächenabschnitt 67 hat, der in Achsrichtung der Hauptachse 7 weiter in Richtung zu der ersten KanalÖffnung 24 hin vorsteht als ein diesen zentralen Flächenabschnitt 67 konzentrisch umrahmender äußerer Randabschnitt 68 der Strömungsleitfläche 65. Dieser äußere Randabschnitt 68 endet zweckmäßigerweise mit dem weiter oben erwähnten äußeren Randbereich 66, der radial außen in die zylindrische Mantelfläche 72 des Kernkörpers 52 übergeht.
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Der zentrale Flächenabschnitt 67 kann beispielsweise eine zur Hauptachse 7 rechtwinkelige ebene Fläche sein. Der den zentralen Flächenabschnitt 67 umrahmende äußere Randabschnitt 68 kann insbesondere konkav gekrümmt sein, sodass er dem zwischen dem Innenbereich 45 und dem Außenbereich 46 überströmenden Fluid einen bogenförmigen Strömungsverlauf aufprägt.
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Zweckmäßigerweise ist die Strömungsleitfläche 65 so gestaltet, dass der in der Ventilkammer 14 den maximalen Fluiddurchfluss zwischen dem Kernkörper 52 und dem Ventilgehäuse 4 bestimmende Strömungsquerschnitt Q1 zumindest im Wesentlichen gleichgroß ist wie der in der Offenstellung des Ventilgliedes 6 von dem Überströmspalt 44 definierte Strömungsquerschnitt Q2. Die beiden Strömungsquerschnitte Q1, Q2 sind in der Zeichnung durch Doppelpfeile angedeutet. Auf diese Weise liegt insbesondere eine Konstellation vor, bei der der kleinste Strömungsquerschnitt in dem Innenbereich 45 zumindest im Wesentlichen und vorzugsweise genau gleichgroß ist wie der durch den Überströmspalt 44 definierte Strömungsquerschnitt. Mithin wird das Arbeitsfluid beim Hindurchströmen durch den Innenbereich 45 hinsichtlich seiner Durchflussrate im Vergleich zu der Durchflussrate, die der Überströmspalt 44 ermöglicht, nicht beeinträchtigt.
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Eine solche Konstellation ist beim Ausführungsbeispiel gegeben. Hier befindet sich der den maximalen Fluiddurchfluss zwischen dem Kernkörper 52 und dem Ventilgehäuse 4 bestimmende Strömungsquerschnitt Q1 zwischen dem radial außen angeordneten äußeren Randbereich 66 der Strömungsleitfläche 65 und dem die erste Kanalöffnung 24 des ersten Ventilkanals 8 umrahmenden Bestandteil des Ventilgehäuses 4. Dieser vorgenannte Bestandteil ist entweder unmittelbar die Ventilsitzfläche 45 oder ein sich zwischen der Ventilsitzfläche 45 und der ersten Kanalöffnung 24 erstreckender Flächenabschnitt der Bodenfläche 23. Dabei handelt es sich insbesondere um einen an dem optional vorhandenen Ventilsitzkörper 26 ausgebildeten Flächenabschnitt.
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In der Offenstellung des Ventilgliedes 6 ist die der Ventilkammer 14 zugeordnete Schließfläche 42 dem in der Ventilkammer 14 herrschenden, in der Regel sehr hohen Druck ausgesetzt. Die daraus resultierende, in der Öffnungsrichtung wirkende Fluidkraft gilt es unter anderem zu überwinden, um das Ventilglied 6 aus der Offenstellung in die Schließstellung zu verlagern. Dadurch, dass die Schließfläche 42 eine von dem rohrförmigen Steuerschaft 28 gebildete Ringfläche mit nur geringer Breite ist, ist diese fluidische Öffnungskraft relativ gering, sodass zum Umschalten in die Schließstellung eine verhältnismäßig geringe Antriebskraft ausreicht. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Wanddicke des rohrförmigen Steuerschaftes im Bereich des in der Ventilkammer 14 liegenden Schließabschnittes 47 des Steuerschaftes 28, also in dem innerhalb der Ventilkammer 14 liegenden Bereich, maximal 10 % des dortigen Innendurchmessers des rohrförmigen Steuerschaftes 28 beträgt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Wanddicke des Steuerschaftes 28 im Bereich des Schließabschnittes 47 auf 3 % bis 6 % des Innendurchmessers des Schließabschnittes 47 zu begrenzen.
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Der Kernkörper 52 ist zweckmäßigerweise als ein massiver, hohlraumloser Körper realisiert. Da sein Zweck jedoch hauptsächlich darin liegt, als Füllkörper und als Strömungsleitkörper zu fungieren, kann er zur Materialeinsparung auch als Hohlkörper mit geschlossener Wandung ausgeführt sein.
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Um eine vom Arbeitsdruck unabhängige Betätigung des Ventilgliedes 6 zu ermöglichen, ist die Ventileinheit 1 zweckmäßigerweise mit Rückstellfedermitteln 73 ausgestattet, die das Ventilglied 6 ständig in Richtung der Offenstellung vorspannen. Hierbei könnte es sich um mechanische Rückstellfedermittel handeln. Als vorteilhafter wird allerdings die beim Ausführungsbeispiel realisierte Variante in Gestalt von Luftfedermitteln 73a favorisiert.
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Die Luftfedermittel 73a ergeben sich vorzugsweise daraus, dass am Außenumfang des Ventilgliedes 6 axial zwischen der Ventilkammer 14 und der Antriebskammer 15 eine axial beidseits abgedichtete Rückstellkammer 74 vorgesehen ist, die an der der Antriebskammer 15 zugewandten Seite von einem zu der Hauptachse 7 konzentrischen Rückstellflächenabschnitt 75 begrenzt ist, der am Ventilglied 6 und insbesondere am Steuerschaft 28 ausgebildet ist. Über einen gestrichelt angedeuteten Rückstellkanal 76 kommuniziert die Rückstellkammer 74 ständig mit einem im Ventilgehäuse 4 ausgebildeten Speisekanal 77, der zu einer Außenfläche des Ventilgehäuses 4 führt, wo von extern ein Antriebsfluid eingespeist wird, das die zum Umschalten des Ventilgliedes 6 erforderliche fluidische Umschaltkraft liefert. Da der Druck des Antriebsfluides auf den Rückstellflächenabschnitt 75 einwirkt, wird das Ventilglied 6 ständig mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, die in Richtung der Offenstellung wirkt.
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Der Antriebskolben 35 unterteilt die Antriebskammer 15 axial in einen oberhalb des Antriebskolbens 35 liegenden ersten Antriebskammerabschnitt 15a und einen unterhalb des Antriebskolbens 35 liegenden zweiten Antriebskammerabschnitt 15b. Der zweite Antriebskammerabschnitt 15b ist gesondert bezüglich der Rückstellkammer 74 ausgebildet. Während der zweite Antriebskammerabschnitt 15b über einen das Ventilgehäuse 4 durchsetzenden Entlüftungskanal 78 ständig mit der Atmosphäre kommuniziert, kommuniziert der erste Antriebskammerabschnitt 15a mit einem Antriebskanal 79, der ausgebildet ist, um gesteuert ein Antriebsfluid zuzuführen. Der Antriebskolben 35 hat an der dem ersten Antriebskammerabschnitt 15a zugewandten Seite eine Antriebsfläche 82, die von dem in den ersten Antriebskammerabschnitt 15a eingespeisten Antriebsfluid beaufschlagt wird, woraus eine Antriebskraft resultiert, die das Ventilglied 6 unter Ausführung der Umschaltbewegung 5 in die Schließstellung verlagert, wobei zum einen die Rückstellkraft der Rückstellfedermittel 73 überwunden wird und zum anderen auch die aus der Beaufschlagung der Schließfläche 42 resultierende, stets öffnend wirkende Fluidkraft.
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Der Rückstellflächenabschnitt 75 ist kleiner als die Antriebsfläche 82, sodass bei Beaufschlagung mit dem gleichen Druck eine in Richtung der Schließstellung wirksame resultierende Antriebskraft an dem Ventilglied 6 ansteht.
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Um das Ventilglied 6 in die Offenstellung zurückzuschalten, genügt es, den ersten Antriebskammerabschnitt 15a zu entlüften, sodass die zuvor erwähnten, rückstellend wirkenden Fluidkräfte dafür sorgen, dass das Ventilglied 6 in die Offenstellung zurückkehrt.
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Die gesteuerte Fluidbeaufschlagung des Antriebskanals 79 übernimmt zweckmäßigerweise eine elektrisch betätigbare Vorsteuerventileinrichtung 83, mit der die Ventileinheit 1 zweckmäßigerweise ausgestattet ist. Diese Vorsteuerventileinrichtung 83 ist beispielhaft von einem elektrisch betätigten 3/2-Wegeventil gebildet. Die Vorsteuerventileinrichtung 83 ist an den Speisekanal 77 angeschlossen, der das Antriebsfluid liefert, wobei sie in der Lage ist, den Antriebskanal 79 wahlweise mit diesem Speisekanal 77 oder mit einem zur Atmosphäre führenden Entlüftungskanal 84 zu verbinden. Die Vorsteuerventileinrichtung 83 kann in das Ventilgehäuse 4 integriert sein oder aber, wie beim Ausführungsbeispiel, außen an das Ventilgehäuse 4 angebaut sein.
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Der Antriebskolben 35 ist zweckmäßigerweise am oberen axialen Endabschnitt 34 des Steuerschaftes 28 angeordnet. Er ist beim Ausführungsbeispiel von der Oberseite her auf diesen oberen axialen Endabschnitt 34 aufgeschoben, bis er an einer nach oben weisenden ringförmigen Anschlagschulter 85 des Steuerschaftes 28 anliegt. Wird der Antriebskolben 35 an der Antriebsfläche 82 mit dem Antriebsfluid beaufschlagt, drückt er gegen die Anschlagschulter 85 und verschiebt dadurch den Steuerschaft 28. Der Antriebskolben 35 kann, muss aber nicht zwingend axial unbeweglich an dem Steuerschaft 28 fixiert sein, wenn wie beim Ausführungsbeispiel die für das Rückstellen in die Offenstellung sorgenden Kräfte auf den Steuerschaft 28 einwirken, sodass der Antriebskolben 35 von der ihn beaufschlagenden Anschlagschulter 85 in die Ausgangsstellung zurückgeschoben wird.
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Zweckmäßigerweise ist der rohrförmige Steuerschaft 28 innen und außen zylindrisch konturiert. Auch die Mantelfläche 72 des Kernkörpers 52 ist zweckmäßigerweise zumindest in dem sich in dem Steuerschaft 28 erstreckenden Längenabschnitt zylindrisch gestaltet
