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Die Erfindung betrifft ein Mehrwege-Flutventil für technische Flüssigkeiten, wie beispielsweise technische Wachse, mit einer linearen Flutmengenregulierung zur optimalen Versorgung von Bedarfsstellen mit der technischen Flüssigkeit.
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Anwendung findet diese Lösung unter anderem bei der Hohlraumkonservierung von Kfz-Unterboden-Baugruppen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine technische Lösung zu schaffen, mit deren Hilfe die bekannten Mängel des Standes der Technik überwinden werden. Insbesondere soll mit der neuen Lösung die Möglichkeit geschaffen werden, dass mit einer Vorrichtung mehrere Ventilausgänge zu unterschiedlichen Zeiten und Ausgangsrichtungen realisiert werden können, wobei eine stufenlos regelbare Materialmenge als Ausgangsmenge realisiert werden soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die technischen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen in den Unteransprüchen beschrieben sind.
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Danach besteht das Mehrwege-Flutventil zunächst aus einer feststehenden Hohlwelle und einem darin linear verschiebbar angeordneten Steuerkolben, wobei an der feststehenden Hohlwelle zwei im Abstand zueinander und der Lagerung und Führung des Steuerkolbens dienende Steuerkolbenlagerungen mit Führungsringen und Dichtringen angeordnet sind und der so gelagerte Steuerkolben mit einem Linearantrieb in Verbindung steht.
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Erfindungsgemäß ist im Bereich zwischen den Lagerungen der Hohlwelle diese Hohlwelle in einem Wachsdepotbehälter angeordnet, welcher mit einer Wachszufuhr-Ringleitung in Verbindung steht und über diese Ringleitung mit Wachs versorgt und dadurch unter Druck stehend gehalten wird. Dadurch ist ein einziges Depot für die Versorgung der Wachszufuhr verantwortlich. Durch den Überdruck liegt das Wachs sofort an den Öffnungen der Zugänge an und steht dort zur Verfügung und kann so in die gewünschten Zugänge nach Öffnung dieser strömen.
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Diese Zugänge sind in der starren Hohlwelle als wenigstens eine Durchgangsbohrung als Wachszuführbohrung angeordnet wodurch die Hohlwelle dadurch mit wenigstens einem Zugang zum Wachsdepotbehälter ausgestattet ist.
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Diese der Wachszuführung zum Steuerkolben dienende Durchgangsbohrung weist dabei vorteilhafter Weise einen rechteckigen Querschnitt auf. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Durchgangsbohrungen des Steuerkolbens zur Wachszuführung einen runden, ovalen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
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Weiterhin weist die Hohlwelle im Bereich außerhalb der Wachsdepotbehälter-Anordnung, jedoch im Bereich der Anordnung der Wachsflutabgangsstutzen wenigstens eine Öffnung, welche zum Restwachsablauf und zum Entlüften dient, auf. Dadurch wird gewährleitet, das bei einem eventuellen Rücklauf von Wachs, nach dem Schließen der Wachszuführbohrungen dieser Überschuss ungehindert das Flutsystem verlassen kann und dem Wachsdepotbehälter über geeignete Anschlüsse und Leitungen rückgeführt werden kann und wenn kein Wachs vorhanden ist, die vorhandene Luft entweichen kann.
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An der Hohlwelle sind weiterhin hinter und vor dem Restwachsabgang zwei sich gegenüberliegende Wachsflutabgangsbohrungen angeordnet. Diese stehen mit den an der Außenwand der Hohlwelle angeordneten Wachsflutanschlussstutzen direkt in Verbindung. Über die Wachsflutanschlussstutzen wird mittels weiterführender Leitungen die Versorgung der gewünschten Wachsflutstellen realisiert.
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In der fest angeordneten Hohlwelle ist der linear beweglich gelagerte Steuerkolben angeordnet und weist zwei in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnete Durchgangsbohrungen als Wachszuführbohrung auf, welche mit dem in Form und Dimension gleichen Rechteckquerschnitt wie die Durchgangsbohrung (Wachszuführbohrung) der Hohlwelle ausgebildet sind. Dabei entspricht der Abstand der zwei Wachszuführbohrungen des Steuerkolbens dem möglichen Maß des Linearweges des Steuerkolbens.
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Es besteht auch die Möglichkeit, dass der in Steuerkolben über eine Durchgangsbohrungen als Wachszuführbohrung mit dem in Form und Dimension gleichen Querschnitt wie die zwei im Abstand zueinander angeordneten Durchgangsbohrung der Hohlwelle als Wachszuführung, angeordnet sind. Dabei entspricht der Abstand der zwei Wachszuführbohrungen der Hohlwelle dem möglichen Maß des Linearweges des Steuerkolbens.
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In der Wandung des Steuerkolbens sind erfindungsgemäß weitere Bohrungen als Wachsabgangsbohrung, jedoch jeweils einseitig in der Wandung und in Längsrichtung als auch am Umfang des Steuerkolbens jeweils versetzt angeordnet. Vor allem sind diese Bohrungen jeweils genau im Bereich der Wachsflutabgangsbohrung der Hohlwelle für den jeweiligen Wachsflutanschlussstutzen angeordnet. Beide Bohrungen entsprechen ebenfalls in Form und Dimension den beiden Wachsflutabgangsbohrungen der Hohlwelle. Dadurch kann eine stufenlose Regulierung der Wachsflutmengen durch lineare Verschiebung des Steuerkolbens in der starren Hohlwelle erfolgen, da sich die rechteckigen Querschnitte der Wachsflutabgangsbohrung der Hohlwelle und der Wachsflutabgangsbohrung des Steuerkolbens bis zum Ende des Linearweges des Steuerkolbens in linearer Weise allmählich überlappen.
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Auf Grund der versetzten Anordnung Wachsflutabgangsbohrungen des Steuerkolbens können während einer Linearbewegung des Steuerkolbens über den gesamten möglichen Weg mehrere Ausgangsrichtungen für das Wachs realisiert werden, wobei eine stufenlos regelbare Materialmenge realisiert wird. Mit der Linearbewegung des Steuerkolbens werden zu unterschiedlichen Wegabschnitten unterschiedliche Wachszuführbohrungen der Hohlwelle und des Steuerkolbens und jeweils unterschiedliche Wachsabgangsbohrung der Hohlwelle und des Steuerkolbens geöffnet bzw. geschlossen, so dass abwechseln der eine oder der andere Wachsflutanschlussstutzen mit Wachs angeströmt wird. Die Anzahl der Wachsabgangsbohrungen und Wachsflutanschlussstutzen ist dabei nicht auf die jeweilige Menge 2 begrenzt, sondern es können auch mehr als zwei Wachsabgangsbohrungen und Wachsflutanschlussstutzen an Hohlwelle und Steuerkolben angeordnet werden.
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Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Wachsabgangsbohrungen und die dazugehörigen Wachsflutanschlussstutzen jeweils mit unterschiedlichen Formen und/oder Dimensionen ausgestattet sind und linear versetzt oder in einem Winkelmaß versetzt an der Außenwand des Steuerkolbens und der Hohlwelle angeordnet sind und der Linearantrieb des Steuerkolbens dazu zusätzlich mit einem Drehantrieb ausgestattet ist. Zur Ansteuerung und Regelung der sowohl linearen Bewegung als auch der Drehbewegung des Steuerkolbens in der Hohlwelle steht dieser Linear-/Drehantrieb mit einer rechnergestützten Auswerteeinheit in Verbindung stehend geregelt wird. So könnten beispielsweise die Wachsanschlussstutzen an der feststehenden Hohlwelle an der gleichen Seite, nur linear versetzt angeordnet werden und die dazugehörigen Wachsabgangsbohrungen des Steuerkolbens auch an einer Seite linear versetzt an Steuerkolben angeordnet sein.
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Nachstehend wird die Lösung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Dazu zeigen in der beigefügten Zeichnung:
- 1 eine schematische Darstellung der Hohlwelle;
- 2 eine schematische Darstellung des Steuerkolbens;
- 3 eine schematische Schnittdarstellung der Hohlwelle mit Steuerkolbenanordnung in der geschlossenen Position für die Zuführung von Wachs;
- 4 eine schematische Darstellung der Hohlwelle mit Steuerkolbenanordnung in der geöffneter Position für den Wachsflutanschlussstutzen 9.2 und
- 5 eine schematische Darstellung der Hohlwelle mit Steuerkolbenanordnung in der geöffneter Position für den Wachsflutanschlussstutzen 9.1.
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Ausführungsbeispiel:
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Das erfindungsgemäße Mehrwege-Flutventil soll für eine Holraumkonservierungsanlage von Kfz-Karosserien zum Einsatz kommen und dazu technische Wachsflüssigkeit gleichzeitig verschiedene Anschlussstellen der Karosserie zur Hohlraumflutung mit flüssigem Wachs versorgen.
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Dazu besitzt das erfindungsgemäße Mehrwege-Flutventil eine lineare Flutmengenregulierung. Dieses Mehrwege-Flutventil besteht gemäß der 1 bis 5 aus einer feststehenden Hohlwelle 1 und einem darin linear verschiebbar angeordneten Steuerkolben 2. An der feststehenden Hohlwelle 1 sind zwei im Abstand zueinander und der Lagerung und Führung des Steuerkolbens 2 dienende Steuerkolbenlagerungen 3 mit Führungsringen und Dichtringen angeordnet. Der dadurch gelagerte Steuerkolben 2 ist mit einem Linearantrieb in Verbindung stehend angeordnet.
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Im Bereich zwischen den Lagerungen der Hohlwelle 1 ist diese in einem Wachsdepotbehälter 4 angeordnet. Dieser Wachsdepotbehälter 4 ist als eine unter Druck stehende und der Versorgung des Steuerkolbens 2 mit technischer Flüssigkeit dienende und diesen unter ständigem Überdruck haltende Wachszufuhr-Ringleitung 5 ausgebildet.
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In der Hohlwelle 1 sind dazu wenigstens eine Durchgangsbohrung als Wachszuführbohrung 6 angeordnet, wodurch diese dadurch mit wenigstens einem, hier jedoch mit zwei Zugängen 6.1, 6.2 zum Wachsdepotbehälter 4 ausgestattet ist. Die der Wachszuführung zum Steuerkolben 2 dienende Durchgangsbohrung 6 weist vorteilhafter Weise einen rechteckigen Querschnitt auf.
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Die Hohlwelle 1 ist im Bereich außerhalb der Wachsdepotanordnung 4, jedoch im Bereich der Anordnung der Wachsflutabgangsstutzen 9.1/9.2 mit einer Öffnung 7 zum Restwachsablauf ausgestattet. An der Hohlwelle 1, hinter und vor dem Restwachsabgang 7 sind zwei sich versetzt gegenüberliegende Wachsflutabgangsbohrungen 8, welche mit den dazu in Verbindung stehenden und an der Außenwand der Hohlwelle 1 angeordneten Wachsflutanschlussstutzen 9.1 und 9.2, angeordnet.
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Der in der fest angeordneten Hohlwelle 1 linear beweglich gelagerte Steuerkolben 2 ist mit zwei im Abstand zueinander angeordnete Durchgangsbohrungen als Wachszuführbohrung 10 mit dem in Form und Dimension gleichen Querschnitt wie die Durchgangsbohrung (6) der Hohlwelle ausgestattet. Der Abstand der zwei Wachszuführbohrungen 10 des Steuerkolbens 2 entspricht dabei dem möglichen Linearweg des Steuerkolbens 2. Die Querschnitte der Bohrungen 10 und 6 können rechteckig, quadratisch, rund oder oval gestaltet sein. Sie besitzen jedoch immer den gleichen Querschnitt und die gleiche Dimension.
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Eine weitere Bohrung 11.1 dient als Wachsabgangsbohrung und ist einseitig in der Wandung des Steuerkolbens, und dort genau im Bereich der Wachsflutabgangsbohrung 8 der Hohlwelle für den Wachsflutanschlussstutzen 9.1 angeordnet.
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Eine zweite Bohrung als Wachsabgangsbohrung 11.2 ist für den Wachsflutanschlussstutzen 9.2 der Hohlwelle 1 in der Wandung des Steuerkolbens 2 gegenüberliegend jedoch um das Maß des möglichen Linearweges des Steuerkolbens 2 versetzt zur Bohrung 9.1 angeordnet.
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Beide Bohrungen 9.1 und 9.2 entsprechen in Form und Dimension den beiden Wachsflutabgangsbohrungen 8 der Hohlwelle.
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Die sich gegenüberliegend angeordneten Wachsabgangsbohrungen 11.1, 11.2 und die dazugehörigen Wachsflutanschlussstutzen 9.1, 9.2 immer gleich aber mit unterschiedlichen Formen und/oder Dimensionen ausgestattet sein können. Die Querschnittsformen können rechteckig, quadratisch, oval oder rund ausgebildet sein.
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Zur Ansteuerung des Steuerkolbens 2 für seine Linearbewegung innerhalb der Hohlwelle 1 ist dieser Steuerkolbens mit einer rechnergestützten Auswerteeinheit in Verbindung stehend ausgebildet.
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Der Linearantrieb kann dabei sowohl als elektromagnetisch gesteuerter Antrieb, als pneumatisch gesteuerter Antrieb oder als hydraulisch gesteuerter Antrieb ausgebildet sein.
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Diese Lösung bietet den Vorteil, dass mit einem Depot für die technische Flüssigkeit und einer Hohlwelle mit linear beweglichen Steuerkolben mehrere Anschlussbereiche für die Versorgung mit der technischen Flüssigkeit mit gleicher Menge und mit gleichem Druck versorgt werden können. Weiterhin werden die überschüssigen technischen Flüssigkeiten dem Depot für diese Flüssigkeiten zurückgeführt. Durch den Linearantrieb und die identischen Bohrungsdimensionen und Formen der Bohrungen der Wachsflutanschlussstutzen 9.1 und 9.2 und der Wachsabgangsbohrungen 11.1 und 11.2 ist eine stufenlose Regulierung der Wachsmenge als technische Flüssigkeit kurzfristig regulierbar.
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Dies bietet ein erhebliches Maß an technischer Wirtschaftlichkeit und bedarfsgerechter und sauberer Versorgung der Anschlussstellen mit der technischen Flüssigkeit.
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Ausführungsbeispiel 2:
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Das erfindungsgemäße Mehrwege-Flutventil für technische Flüssigkeiten besitzt auch eine lineare Flutmengenregulierung. Dazu besteht dieses Mehrwege-Flutventil gemäß der 1 bis 4 auch aus einer feststehenden Hohlwelle 1 und einem darin linear verschiebbar angeordneten Steuerkolben 2. An der feststehenden Hohlwelle 1 sind zwei im Abstand zueinander und der Lagerung und Führung des Steuerkolbens 2 dienende Steuerkolbenlagerungen 3 mit Führungsringen und Dichtringen angeordnet. Der dadurch gelagerte Steuerkolben 2 ist mit einem Linear- und einem Drehantrieb in Verbindung stehend angeordnet. Im Bereich zwischen den Lagerungen der Hohlwelle 1 ist diese in einem Wachsdepotbehälter 4 angeordnet. Dieser Wachsdepotbehälter 4 ist als eine unter Druck stehende und der Versorgung des Steuerkolbens 2 mit technischer Flüssigkeit dienende und diesen unter ständigem Überdruck haltende Wachszufuhr-Ringleitung 5 ausgebildet.
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In der Hohlwelle 1 sind dazu wenigstens eine Durchgangsbohrung als Wachszuführbohrung 6 angeordnet, wodurch diese dadurch mit wenigstens zwei Zugängen 6.1, 6.2 zum Wachsdepotbehälter 4 ausgestattet ist. Die der Wachszuführung zum Steuerkolben 2 dienende Durchgangsbohrung 6 weist vorteilhafter Weise einen rechteckigen Querschnitt auf.
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Die Hohlwelle 1 ist im Bereich außerhalb der Wachsdepotanordnung 4, jedoch im Bereich der Anordnung der Wachsflutabgangsstutzen 9.1/9.2 mit einer Öffnung 7 zum Restwachsablauf ausgestattet. An der Hohlwelle 1, hinter und vor dem Restwachsabgang 7 sind zwei sich versetzt gegenüberliegende Wachsflutabgangsbohrungen 8, welche mit den dazu in Verbindung stehenden und an der Außenwand der Hohlwelle 1 angeordneten Wachsflutanschlussstutzen 9.1 und 9.2, angeordnet.
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Der in der fest angeordneten Hohlwelle 1 linear und drehend beweglich gelagerte Steuerkolben 2 ist mit einer Durchgangsbohrung als Wachszuführbohrung 10 ausgestattet. Diese ist in Form und Dimension mit dem gleichen Querschnitt wie die zwei im Abstand zueinander angeordneten Durchgangsbohrungen (6) der
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Hohlwelle 1 ausgestattet. Der Abstand der zwei Durchgangsbohrungen 6 der Hohlwelle 1 entsprechen dabei dem möglichen Linearweg des Steuerkolbens 2.
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Es ist jedoch auch möglich, dass die der Wachszuführung zum Steuerkolben 2 dienenden Durchgangsbohrungen 6 einen runden, ovalen oder quadratischen oder echteckigen Querschnitt aufweisen.
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Weitere Bohrungen 11.1 und 11.2 dienen als Wachsabgangsbohrung und sind einseitig in der Wandung des Steuerkolbens, und dort genau im Bereich der Wachsflutabgangsbohrung 8 der Hohlwelle 1 für die Wachsflutanschlussstutzen 9.1 und 9.2 angeordnet. Der Abstand zwischen den Bohrungen 11.1 und 11.2 entsprechen dem Maß des möglichen Linearweges des Steuerkolbens 2. Die dazugehörigen Bohrungen der Wachsflutanschlussstutzen 9.1, 9.2 sind linear versetzt zu den Bohrungen 11.1 und 11.2 des Steuerkolbens 2 und in einem Winkelmaß versetzt an der Außenwand des Steuerkolbens 2 angeordnet. Um nun die wenigstens eine Wachsabgangsbohrung 11 und eine Bohrung eines Wachsflutanschlussstutzens übereinander zu verschieben, um einen Wachsdurchfluss zu ermöglichen ist der Linearantrieb des Steuerkolbens 2 mit einem zusätzlichen Drehantrieb ausgestattet und steht mit einer rechnergestützten Auswerteeinheit in Verbindung und sowohl die Linear- als auch die Drehbewegung des Steuerkolbens bedarfsgerecht zu regeln.
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Der Linear- und Drehantrieb kann dabei sowohl als elektromagnetisch gesteuerter Antrieb, als pneumatisch gesteuerter Antrieb oder als hydraulisch gesteuerter Antrieb ausgebildet sein.
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Mit dieser Lösung werden die gleichen Vorteile, wie mit der Lösung aus dem Ausführungsbeispiel 1 erzielt. Sie hat jedoch den Vorteil, dass die Wachsflutanschlussstutzen an den verschiedensten Stellen der Hohlwelle, sowohl auf dessen Länge als auch auf deren Durchmesser angeordnet werden können. Die Lösung bietet noch mehr Möglichkeiten der Versorgungsanschlüsse bei gleicher räumlicher Dimension der Wachsflutanlage.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hohlwelle
- 2
- Steuerkolben
- 3
- Steuerkolbenlagerung
- 4
- Wachsdepotbehälter
- 5
- Wachszufuhr-Ringleitung
- 6
- Durchgangsbohrung in der Hohlwelle
- 6.1
- Zugang zum Wachsdepotbehälter
- 6.2
- Zugang zum Wachsdepotbehälter
- 7
- Öffnung in der Hohlwelle 1 zum Restwachsablauf und zur Entlüftung
- 8
- Wachsflutabgangsbohrung der Hohlwelle mit Anschluss an den Wachsflutanschlussstutzen
- 9.1
- Wachsflutanschlussstutzen 1
- 9.2
- Wachsflutanschlussstutzen 2
- 10
- Wachszuführbohrungen am Steuerkolben 2
- 11.1
- Wachsabgangsbohrung im Steuerkolben 2
- 11.2
- Wachsabgangsbohrung im Steuerkolben 2
