DE10334206A1

DE10334206A1 - Ventileinheit

Info

Publication number: DE10334206A1
Application number: DE2003134206
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl.-Ing. Mack (FH)
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2003-07-26
Filing date: 2003-07-26
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-27
Also published as: DE10334206B4

Abstract

Es wird eine Ventileinheit (11) vorgeschlagen, die ein Ventilgehäuse aufweist, das eine zur Aufnahme wenigstens eines Ventilschiebers (21) vorgesehene, umfangsseitig von einer Gehäusewand (14) begrenzte längliche Gehäuseausnehmung (13) mit einer Ausnehmungslängsachse (16) aufweist. Der Ventilschieber (21) ist axial zur Ausnehmungslängsachse (16) zwischen verschiedenen Schaltstellungen verschiebbar angeordnet und weist einen mittels Druckluft beaufschlagbaren Antriebskolben (23) auf, der ein mit ihm zusammenhängend verbundenes Steuerglied (22) zwischen den Funktionsstellungen hin- und herverschieben kann. Der Antriebskolben (23) und das Stellglied (22) sind über Kupplungsmittel (28, 29) derart miteinander verbunden, dass sie allseits im Wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse (16) relativ zueinander beweglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit mit einem Ventilgehäuse, das eine zur Aufnahme wenigstens eines Ventilschiebers vorgesehene, umfangsseitig von einer Gehäusewand begrenzte längliche Gehäuseausnehmung mit einer Ausnehmungslängsachse aufweist, wobei der Ventilschieber ein Steuerglied aufweist, das über wenigstens einen, an wenigstens einem Endbereich des Steuerglieds, zusammenhängend mit diesem verbundenen, mittels eines Druckmediums beaufschlagbaren Antriebskolben axial zur Ausnehmungslängsachse zwischen verschiedenen Funktionsstellungen verschiebbar ist.

Aus der DE 40 11 908 C3 sind derartige Ventile mit Ventilschiebern bekannt, bei denen der Antriebskolben einstückig mit dem anzutreibenden Steuerglied verbunden ist. Solche Ventilschieber werden beispielsweise dann eingesetzt, wenn der Antriebskolben nur einseitig vorhanden ist. Der Antriebskolben muss hierbei das Steuerglied axial vor- und zurückbewegen. Häufig ist es der Fall, dass Antriebskolben und Steuerglied in verschiedenen Bauteilen geführt sind. Aufgrund von Fertigungstoleranzen kann es vorkommen, dass die Längsachse der Antriebsführung nicht mit der Längsachse der Steuerschie berführung übereinstimmt, dass also die beiden Führungsachsen parallel versetzt zueinander liegen. Dies hat zur Folge, dass der Antrieb und der Steuerschieber nicht auf derselben Ebene verschoben werden, was zu einer Winkelstellung zwischen dem Ventilschieber und der Ausnehmungslängsachse und somit zu einem nicht exakten Verschieben des Ventilschiebers führen kann. Dies kann zu erhöhtem Verschleiß führen. Schlechtestenfalls kann ein Verklemmen des Ventilschiebers auftreten, so dass eine anzusteuernde Funktionsstellung des Ventilschiebers nicht erreicht wird.

Ein weiterer Nachteil bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ventilschieberart ist, dass der Querschnitt des Antriebs in der Regel wesentlich größer ist, als der Querschnitt des Steuerschiebers, was zur Folge hat, dass bei der Herstellung des Ventilschiebers, beispielsweise durch einen Drehvorgang, sehr lange gearbeitet werden muss, um auf den relativ kleinen Querschnitt des Steuerschiebers zu kommen.

Aus der EP 0678 676 B1 ist bereits eine Ventileinheit bekannt, bei der der Antriebskolben lose an der Sirnseite des Steuergliedes anliegt. Zwischen den beiden Teilen können dadurch nur Druckkräfte und nicht auch Zugkräfte übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventileinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sehr verschleißarm arbeitet und einfach herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventileinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in der Unteransprüchen dargestellt.

Die erfindungsgemäße Ventileinheit zeichnet sich dadurch aus, dass das Stellglied und der Antriebskolben über Kupplungsmittel derart miteinander verbunden sind, dass sie allseits im Wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse der Gehäuseausnehmung relativ zueinander beweglich sind.

Durch die Relativbeweglichkeit zwischen Antriebskolben und Steuerglied ist also ein selbsttätiger Fluchtungsfehler-Ausgleich möglich. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Antriebskolben und Steuerglied in getrennten Bauteilen geführt sind. Beispielsweise kann der Antriebskolben in einer Führungsbuchse laufen, die ihrerseits mit einem Gehäusedeckel insbesondere einstückig verbunden ist, während das Steuerglied im wesentlichen in der Gehäuseausnehmung läuft. Falls die Ausnehmungslängsachse nicht mit einer Buchsen-Längsachse fluchtet, beispielsweise parallel versetzt zu dieser liegt, werden Antriebskolben und Steuerglied quasi in zwei verschiedenen Ebenen verschoben, was bei den starren, einstückigen Ventilschiebern aus dem Stand der Technik zu den bereits ge schilderten Verschleiß- bzw. Verklemmungsproblemen führen kann. Bei der erfindungsgemäßen Ventileinheit treten diese Probleme nicht auf, da Antriebskolben und Steuerglied über die Kupplungsmittel derart gekuppelt sind, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse relativ zueinander beweglich sind, also im Wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse Spiel haben, sodass Fluchtungsfehler, insbesondere ein paralleler Versatz von Führungsachsen, ausgeglichen werden können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ventileinheit ist, dass bei Ventilschiebern, bei denen Antriebskolben und Steuerglied zusammenhängend verbunden sind, der Antriebskolben also auf Zug und Druck beaufschlagbar ist, Steuerglied und Antriebskolben separat bzw. getrennt voneinander hergestellt werden können. Es ist also nicht mehr notwendig den Antriebskolben und das Steuerglied aus einem Stück zu fertigen, was infolge der verschiedenen Querschnittsabmessungen dieser beiden Bauteile einen hohen Arbeitsaufwand bedeutet, sondern es ist möglich, diese Bauteile getrennt voneinander mit dem jeweils für sie geeignetsten Herstellungsverfahren herzustellen. Besonders bevorzugt werden Antriebskolben und Steuerglied aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt. Der Antriebskolben kann aus Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien bestehen. Besonders bevorzugt wird der Antriebskolben durch Kunststoff-Spritzgießen hergestellt. Das Steuerglied kann aus Metall oder anderen geeigneten Materialien be stehen. Beispielsweise ist es möglich, das Steuerglied als Drehteil mittels Drehen in einer Drehmaschine herzustellen. Da der Antriebskolben und das Steuerglied zusammenhängend verbunden sind, ist es wichtig, im Falle unterschiedlicher Werkstoffe von Antriebskolben und Steuerglied die unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften zu berücksichtigen, beispielsweise das Wärmeausdehnungsverhalten o. dgl. Eine unterschiedliche Wärmeausdehnung von Antriebskolben-Werkstoff und Steuerglied-Werkstoff und eine damit verbundene nicht exakte Führung des Ventilschiebers kann wiederum durch die relative Beweglichkeit von Antriebskolben und Steuerglied ausgeglichen werden.

Unter Funktionsstellungen im Sinne der Anmeldung werden vorzugsweise verschiedene Schaltstellungen des Ventilschiebers verstanden, in denen jeweils verschiedene Arbeitsanschlüsse der Ventileinheit miteinander verbunden werden. Als Druckmedium wird vorzugsweise Druckluft eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich andere gasförmige Druckmedien oder Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, einzusetzen.

Besonders bevorzugt besitzt die Gehäuseausnehmung einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt, wobei der Antriebskolben und das Steuerglied allseits radial zur Ausnehmungslängsachse, also radial in jede Richtung, relativ zueinander beweglich sein können. Der Ventilschieber ist vorzugsweise ein zylindrisches Bauteil, beispielsweise ein Stufenkolbenschieber.

Es ist möglich, dass das Steuerglied nur an einem Endbereich mit einem Antriebskolben zusammenhängend verbunden ist. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn der Antrieb, insbesondere eine Druckluftbeaufschlagung, nur an einem Ende erfolgt. Zur Rückstellung des Ventilschiebers kann entweder eine Rückstellfeder verwendet werden, die den Ventilschieber bei Wegnahme der Druckluft zurückstellt, oder es kann Druckluft auf die dem Steuerglied zugewandte Rückseite des Antriebskolbens gegeben werden, so dass dieser quasi auf Zug beansprucht wird und den Ventilschieber wieder zurückstellt. Alternativ ist es möglich, an beiden Endbereichen des Steuerglieds einen Antriebskolben vorzusehen, womit es möglich ist, den einen Antriebskolben zum Zwecke der Hinbewegung und den anderen Antriebskolben zum Zwecke der Rückbewegung mit Druckluft zu beaufschlagen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Kupplungsmittel derart ausgebildet, dass der Antriebskolben und das Steuerglied axial zur Ausnehmungslängsachse relativ zueinander begrenzt beweglich sind. Zusätzlich zur bezüglich der Ausnehmungslängsachse senkrechten, insbesondere radialen Beweglichkeit kommt also noch eine axiale Beweglichkeit hinzu, die ein gegenseitiges Verkippen von Steuerglied und Antriebskolben ermöglicht, so dass dadurch auch Winkelstellungen bzw. Schräglagen zwischen einer Antriebskolben-Führungsachse und der Ausnehmungslängsachse ausgeglichen werden können.

Besonders bevorzugt besitzen die Kupplungsmittel einen am Antriebskolben oder am Steuerglied ausgebildeten Vorsprung, der mit einer am Antriebskolben oder am Steuerglied ausgebildeten korrespondierenden Aufnahme derart gekuppelt werden kann, dass im gekuppelten Zustand ein relatives Abziehen des Antriebskolbens vom Steuerglied axial zu einer Ventilschiebelängsachse verhindert ist. Die Ventilschieberlängsachse entspricht im eingebauten Zustand des Ventilschiebers in die Ventileinheit der Ausnehmungslängsachse. Bevorzugt befindet sich der Vorsprung am Endbereich des Steuerglieds und die Aufnahme am Antriebskolben. Alternativ ist es möglich, den Vorsprung am Antriebskolben und die Aufnahme am Steuerglied auszubilden.

Der Vorsprung kann ausgehend vom Endbereich des Steuerglieds einen Halsabschnitt und daran anschließend einen sich im Wesentlichen senkrecht zur Ventilschieber-Längsachse erstreckenden, gegenüber dem Querschnitt des Halsabschnitts querschnittsvergrößerten Hintergreifungsabschnitt zum Hintergreifen einer Anschlagfläche an der Aufnahme aufweisen. Dadurch kann das Steuerglied mit dem Antriebskolben verhakt oder verrastet werden. Der Halsabschnitt kann einenends einstückig mit dem Endbereich des Steuerglieds und andernends einstückig mit dem Hintergreifungsabschnitt verbunden sein. Alternativ ist es möglich, dass der aus Halsabschnitt und Hintergreifungsabschnitt bestehende Vorsprung ein separates Bauteil ist, das an der Stirnseite des Steuergliedes befestigbar ist, beispielsweise aufgesteckt werden kann. Eine andere Möglichkeit ist, dass der Vorsprung selber aus zwei getrennten Bauteilen zusammengesetzt ist.

Die Aufnahme kann eine erste Öffnung zum Aufnehmen des Halsabschnitts und eine an die erste Öffnung anschließende, gegenüber dem Querschnitt der ersten Öffnung querschnittsvergrößerte, zweite Öffnung zum Aufnehmen des Hintergreifungsabschnitts aufweisen. Es kann also eine schmale erste Öffnung und eine relativ breite zweite Öffnung vorgesehen sein, wobei der Übergang zwischen der ersten und der zweiten Öffnung die Anschlagfläche für den Hintergreifungsabschnitt des Vorsprungs bilden kann.

Die beiden Öffnungen können jeweils einen Einführschlitz aufweisen, der im Wesentlichen senkrecht zur Ventilschieberlängsachse verläuft, so dass ein Ein- und Ausführen des Vorsprungs im Wesentlichen senkrecht zu dieser Achse ermöglicht wird. Damit ist gewährleistet, dass sich Antriebskolben und Steuerglied während des Ventilbetriebs nicht voneinander lösen können. Der ersten Öffnung kann ein erster Einführschlitz zugeordnet sein, dessen Schlitzbreite zum Ein- und Ausführen des Halsabschnitts geeignet ist, und der zweiten Öffnung kann ein zweiter Einführschlitz zugeordnet sein, dessen Schlitz breite zum Ein- und Ausführen des Hintergreifungsabschnitts geeignet ist.

Besonders bevorzugt sind der Hintergreifungsabschnitt und der Halsabschnitt zylindrisch und besitzen die erste und zweite Öffnung zur Aufnahme einen kreisrunden Querschnitt. Alternativ ist es möglich, andere Formen bzw. Querschnittsformen vorzusehen, beispielsweise eine Quaderform bzw. einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt.

Der insbesondere am Steuerglied vorgesehene Vorsprung kann nagelförmig ausgebildet sein, wobei der Nagelkopf dem Hintergreifungsabschnitt und der Nagelschaft dem Halsabschnitt entsprechen kann. Um diese Art von Vorsprung in die Aufnahme einzuführen, sind Einführschlitze notwendig. Alternativ ist es möglich, dass der Vorsprung einen Hintergreifungsabschnitt in Form von Rastnasen aufweist, die beim Einführen des Vorsprungs in die schmale Öffnung zurückgedrückt werden und beim Erreichen der relativ breiten Öffnung radial nach außen schnappen und ihrerseits an der Anschlagfläche zur Anlage kommen können. Bei dieser Bauform sind keine Einführschlitze notwendig.

Die Aufnahme kann als Buchse ausgebildet sein, die von einer Stirnseite des Antriebskolbens, insbesondere einstückig mit dieser verbunden, hervorsteht. Alternativ ist es möglich, dass die Aufnahme als Versenkung in der Stirnseite des Antriebskolbens ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ventileinheit im Längsschnitt, wobei das zweite Ausführungsbeispiel durch einen gestrichelt dargestellten Antriebskolben gezeigt ist,

2 einen Längsschnitt durch den Ventilschieber von 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Ventileinheit,

3 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 2 und

4 eine perspektivische Darstellung des Ventilschiebers von 2.

1 zeigt zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ventileinheit 11. Die Ventileinheit 11 dient zur Steuerung von Fluidströmen und ist als Mehrwegeventil ausgeführt. Es wird im Folgenden beispielhaft anhand einer 5/2-Wegeventils erläutert. Bei dem zu steuernden Medium handelt es sich ins besondere um Druckluft, wobei es sich allerdings auch um ein sonstiges gasförmiges oder hydraulisches Medium handeln kann.
Die Ventileinheit 11 verfügt über ein Ventilgehäuse 12, in dem wenigstens eine sich linear erstreckende, längliche Gehäuseausnehmung 13 vorgesehen ist. Umfangsseitig ist die Gehäuseausnehmung 13 von einer Gehäusewand 14 des Ventilgehäuses 12 begrenzt.
Die Gehäusewand 14 und insbesondere das gesamte Ventilgehäuse 12 bestehen beim Ausführungsbeispiel aus Kunststoffmaterial. Die Herstellung erfolgt zweckmäßigerweise durch Spritzgießen, wobei ein Nachbearbeiten der die Gehäuseausnehmung 14 definierenden und insbesondere nach radial innen orientierten Wandfläche 15 der Gehäusewand 14 nicht oder in nur geringem Maße erforderlich ist. Eine Bauform aus Metall wäre prinzipiell ebenfalls möglich.
In die Gehäuseausnehmung 14 münden im Bereich der Wandfläche 15 an mehreren, in der Längsrichtung der Gehäuseausnehmung 14 beabstandeten Stellen, im Wesentlichen senkrecht zu einer Ausnehmungslängsachse 16 gerichtet, Ventilkanäle 17 ein. Diese durchsetzen die Gehäusewand 15 und bilden an ihrem äußeren Ende Anschlussöffnungen 18. Drei dieser Anschlussöffnungen 18 münden zu einer außen liegenden Montagefläche 19 des Ventilgehäuses 12. Dadurch kann die Ventileinheit 11 an eine Bestückungsfläche eines Fluidverteilers (nicht dargestellt) ange setzt werden. Zwei weitere der Anschlussöffnungen 18 münden an einer der Montagefläche 19 insbesondere entgegengesetzten Anschlussfläche 20 des Ventilgehäuses 12 und sind vorgesehen, das Anschließen nicht näher dargestellter Fluidleitungen zu ermöglichen, die zu einem anzusteuernden Verbraucher, beispielsweise einem Pneumatikzylinder, führen.
Bei der Ventileinheit 11 kann es sich um ein 5/2-Wegeventil handeln. Bei den zur Montagefläche 19 ausmündenden Ventilkanälen 17 handelt es sich um einen mittleren Speisekanal 17a, der axial beidseits von jeweils einem Entlüftungskanal 17b, 17c flankiert ist. Die beiden zur Anschlussfläche 20 führenden Ventilkanäle 17 sind Arbeitskanäle 17d, 17e.
In der Gehäuseausnehmung 13 ist ein länglicher Ventilschieber 21 angeordnet, der beispielhaft anhand eines Stufenkolbenschiebers dargestellt ist, der über mehrere Steuerabschnitte 40 größeren Durchmessers, zwischen denen jeweils ein Steuerabschnitt 41 kleineren Durchmessers platziert ist, verfügt.
Die 2 bis 4 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Ventileinheit 11, wobei der Ventilschieber 21 ein Steuerglied 22 besitzt, das mittels eines mit ihm zusammenhängend verbundenen, an einem Endbereich des Steuerglieds 22 angeordneten Antriebskolben 23 axial zur Ausnehmungslängsachse 16 zwischen verschiedenen Funktionsstellungen hin- und herverschoben werden kann. Der Antriebskolben 23 des Ventilschiebers 21 sitzt also nur auf einer Seite, so dass er entweder auf Druck- und Zug beanspruchbar ausgebildet ist und somit die Hin- und Rückstellung des Ventilschiebers 21 bewirkt oder eine Rückstellkraft, beispielsweise durch eine Rückstellfeder 39 aufgebracht werden muss.
Der Antriebskolben 23 läuft in den dargestellten Ausführungsbeispielen in einer separaten, eine Buchsenlängsachse 24 aufweisenden Führungsbuchse 25, die mit einem Gehäusedeckel 26 einstückig verbunden sein kann. Das Steuerglied 22 läuft in einer durch Anordnung von Dichtungen 27 in bestimmten Abständen entlang der Gehäuseausnehmung 14 gebildeten Art Dichtungseinrichtung.
Steuerglied 22 und Antriebskolben 23 sind durch Kupplungsmittel 28, 29 derart miteinander verbunden, dass sie allseits im Wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse 16 relativ zueinander beweglich sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Buchsenlängsachse 24 nicht mit der Ausnehmungslängsachse 16 fluchtet, sondern parallel versetzt zu dieser verläuft. Dieser Versatz kann durch eine senkrecht zur Ausnehmungslängsachse 16 gerichtete Relativbewegung zwischen dem Steuerglied 22 und dem Antriebskolben 23 ausgeglichen werden. Im unbelasteten Zustand des Ventilschiebers 21, also wenn der Antriebskolben 23 nicht durch die Führungsbuchse 24 und das Steuerglied 22 nicht durch die Dichtungseinrichtung zwangsgeführt sind, ist allseits in senkrechter Richtung zur Ausnehmungslängsachse 16 Spiel zwischen dem Antriebskolben 23 und dem Steuerglied 22 vorhanden. Damit ist gewährleistet, dass der Ventilschieber 21 auch bei Fluchtungsfehlern der Führungsachsen im Wesentlichen verschleißfrei läuft und keine Verklemmungen auftreten können.
Die Kupplungsmittel 28, 29 können derart ausgebildet sein, dass zusätzlich zur relativen Beweglichkeit im Wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse 16 auch eine gewisse relative Beweglichkeit axial zur Ausnehmungslängsachse 16 möglich ist. Dadurch ist es möglich, Winkelstellungen zwischen der Buchsenlängsachse 24 der Führungsbuchse 25 und der Ausnehmungslängsachse 16 auszugleichen, weil Steuerglied und Antriebskolben auch relativ zueinander verkippbar sind
Die Kupplungsmittel 28, 29 bestehen im Wesentlichen aus einem Vorsprung 28, der in den gezeigten Ausführungsbeispielen am Steuerglied 22 ausgebildet ist, und einer Aufnahme 29, die sich am Antriebskolben 23 befindet. Vorsprung 28 und Aufnahme 29 sind miteinander kuppelbar, derart, dass im gekuppelten Zustand ein relatives Abziehen des Antriebskolbens 23 vom Steuerglied 22 axial zu einer Ventilschieberlängsachse 36, insbesondere im eingebauten Zustand des Ventilschiebers 21 axial zur Ausnehmungslängsachse 16, blockiert ist. Um ein Verhaken bzw. Verrasten des Vorsprungs mit der Aufnahme zu gewährleisten, besitzt der Vorsprung 28 einen relativ schmalen Halsabschnitt 30, der einstückig mit der Stirnseite des Steuerglieds 22 verbunden ist. An den Halsabschnitt 30 schließt sich andernends ein Hintergreifungsabschnitt 31 an, der ebenfalls einstückig mit dem Halsabschnitt 30 verbunden ist. Der Vorsprung 28 ist beispielhaft mit zylindrischem Halsabschnitt 30 und zylindrischem Hintergreifungsabschnitt 31 gezeigt, sodass er, wie insbesondere in 2 dargestellt, die Form eines von der Stirnseite des Steuerglieds 22 hervorstehenden Nagels besitzt, wobei der Halsabschnitt 30 den Nagelschaft und der Hintergreifungsabschnitt 31 den Nagelkopf darstellt.
Die Aufnahme 29 bildet quasi das "Negativ" des Vorsprungs 28 und besitzt eine erste Öffnung 32 zur Aufnahme des schmalen Halsabschnitts 30 und eine zweite Öffnung 33 zur Aufnahme des Hintergreifungsabschnitts 31, der im gekuppelten Zustand eine durch den Übergang der ersten Öffnung 32 zur zweiten Öffnung 33 gebildete Anschlagfläche 46 hintergreift. Allerdings liegt umfangsseitig Spiel vor, um die Querbeweglichkeit zu ermöglichen.
Zum Einführen des Vorsprungs 28 in die Aufnahme 29 sind, wie in den 3 und 4 dargestellt, Einführschlitze 34, 35 vorgesehen, die in die erste bzw. zweite Öffnung 32, 33 münden. Die Einführschlitze 34, 35 verlaufen senkrecht zur Ventilschieberlängsachse 36, sodass das Einführen des Vorsprungs 28 lediglich senkrecht zu dieser Achse möglich ist. Ein erster Einführschlitz 34 hat eine Schlitzbreite, die derart bemessen ist, dass der schmale Halsabschnitt 30 hindurchpasst und in die erste Öffnung 32 gelangen kann. Der zweite Einführschlitz 35 hat eine Schlitzbreite, die derart bemessen ist, dass der Hintergreifungsabschnitt 31 hindurchpasst und. in die zweite Öffnung 33 gelangen kann. Antriebskolben 23 und Steuerglied 22 können getrennt gefertigt werden. Der Antriebskolben 23 besteht in den Ausführungsbeispielen aus Kunststoffmaterial. Die Herstellung erfolgt zweckmäßigerweise durch Spritzgießen. Das Steuerglied 22 besteht in den Ausführungsbeispielen aus Metall. Die Herstellung erfolgt zweckmäßigerweise durch Drehen in einer Drehmaschine.
1 zeigt ebenfalls ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventileinheit 11, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass an beiden Endbereichen bzw. Stirnseiten des Steuerglieds 22 Antriebskolben 23 angeordnet sind, wobei der zusätzliche Antriebskolben 23 gestrichelt dargestellt ist. Ventilschieber 21 mit beidseitigen Antriebskolben 23 werden dann eingesetzt, wenn ein beidseitiger Antrieb vorhanden ist, so dass die Hinbewegung durch den einen und die Rückstellung durch den anderen, gegenüberliegenden Kolben übernommen wird.
Der auf der dem Ventilschieber 21 entgegengesetzten Seite des Antriebskolbens 23 liegende äußere Abschnitt 37 des innerhalb der Führungsbuchse 25 liegenden Betätigungsraums 43 für den Antriebskolben 23 kommuniziert auf nicht näher dargestellte Weise mit einem Steuerkanal 42, über den ein fluidisches Steuermedium wahlweise zugeführt oder abgeführt werden kann. Die entsprechende Steuerung übernimmt ein elektrisch aktivierbares Vorsteuerventil 38, das an das Ventilgehäuse 12 angebaut ist.
Vergleichbare Betätigungsmittel können auch dem entgegengesetzten Ende des Ventilschiebers 21 zugeordnet sein. Abweichend hiervon findet sich beim ersten Ausführungsbeispiel der Ventileinheit 11 allerdings nur eine Rückstellfeder 39, die zwischen dem Ventilgehäuse 12 und dem Ventilschieber 21 wirksam ist und den Ventilschieber 21 ständig in Richtung zum Antriebskolben 23 beaufschlagt. Eine Alternative ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel angedeutet, bei dem auf beiden Seiten des Steuerglieds 22 ein Antriebskolben 23 angeordnet ist. Dort könnte also durch Druckbeaufschlagung dieses zusätzlichen Antriebskolbens 23 eine Rückstellung des Ventilschiebers 21 bewirkt werden.
Im deaktivierten Zustand des Vorsteuerventils 38 nimmt der Ventilschieber 21 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bedingt durch die Vorspannung der Rückstellfeder 39, die aus der Zeichnung ersichtliche erste Schaltstellung ein. Durch Aktivieren des Vorsteuerventils 38 wird der Antriebskolben 23 und somit der Ventilschieber 21 unter gleichzeitiger Komprimierung der Rückstellfeder 39 nach rechts in eine zweite Schaltstellung verlagert. Die Rückstellfeder 39 kann auf ei nem in die Gehäuseausnehmung 13 hineinragenden Bolzen 44 geführt sein, der in der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers 21 in eine Ausnehmung 45 am Endbereich des Steuerglieds 22 einfährt.

Claims

Ventileinheit mit einem Ventilgehäuse (12), das eine zur Aufnahme wenigstens eines Ventilschiebers (21) vorgesehene, umfangsseitig von einer Gehäusewand (14) begrenzte längliche Gehäuseausnehmung (13) mit einer Ausnehmungslängsachse (16) aufweist, wobei der Ventilschieber (21) ein Steuerglied (22) aufweist, das über wenigstens einen, an wenigstens einem Endbereich des Steuerglieds (22), zusammenhängend mit diesem verbundenen, mittels eines Druckmediums beaufschlagbaren Antriebskolben (23) axial zur Ausnehmungslängsachse (16) zwischen verschiedenen Funktionsstellungen verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Stellglied (22) und Antriebskolben (23) über Kupplungsmittel (28, 29) derart miteinander verbunden sind, dass sie allseits im wesentlichen senkrecht zur Ausnehmungslängsachse (16) relativ zueinander beweglich sind.
Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseausnehmung (13) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist und der Antriebskolben (23) und das Steuerglied (22) allseits radial zur Ausnehmungslängsach se (16) relativ zueinander beweglich sind.
Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerglied (22) und Antriebskolben (23) in verschiedenen Bauteilen geführt sind, wobei vorzugsweise das Steuerglied (22) in der Gehäuseausnehmung (13) und der Antriebskolben (23) in einer an die Gehäuseausnehmung (13) anschließende Führungsbuchse (25) geführt sind.
Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Endbereichen des Steuerglieds (22) ein Antriebskolben (23) vorgesehen ist.
Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmittel (28, 29) derart ausgebildet sind, dass Steuerglied (22) und Antriebskolben (23) axial zur Ausnehmungslängsachse (16) begrenzt relativ zueinander beweglich sind.
Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmittel (28, 29) einen am Steuerglied (22) oder am Antriebskolben (23) ausgebildeten Vorsprung (28) aufweisen, der mit einer am Steuerglied (22) oder am Antriebskolben (23) ausgebildeten korrespondierenden Aufnahme (29) derart kuppelbar ist, dass im gekuppelten Zustand eine Kraftübertragung zwischen dem Antriebskolben (23) und dem Steuerglied (22) in beiden einander entgegengesetzten axialen Richtungen des Ventilschiebers möglich ist.
Ventileinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (28) am Endbereich des Steuerglieds (22) und die Aufnahme (29) am Antriebskolben (23) vorgesehen ist.
Ventileinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (28) ausgehend vom Endbereich des Steuerglieds (22) einen Halsabschnitt (30) und daran anschließend einen gegenüber dem Querschnitt des Halsabschnitts (30) querschnittsvergrößerten Hintergreifungsabschnitt (31) zum Hintergreifen einer Anschlagfläche (46) an der Aufnahme (29) aufweist.
Ventileinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsabschnitt (30) einenends einstückig mit dem Endbereich des Steuerglieds (22) und andernends einstückig mit dem Hintergreifungsabschnitt (31) verbunden ist.
Ventileinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (29) eine erste Öffnung (32) zum Aufnehmen des Halsabschnitts (30) und eine an die erste Öffnung (32) anschließende, gegenüber deren Querschnitt querschnittsvergrößerte, zweite Öffnung (33) zum Aufnehmen des Hintergreifungsabschnitts (31) aufweist, wobei der Querschnitt der ersten Öffnung (32) größer ist als der Querschnitt des Halsabschnitts (30) und der Querschnitt der zweiten Öffnung (33) größer ist als der Querschnitt des Hintergreifungsabschnitts (31).
Ventileinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Öffnung (32, 33) im wesentlichen senkrecht zur Ventilschieberlängsachse (36) je weils einen Einführschlitz (34, 35) zum Ein- und Ausführen des Vorsprungs (29) im wesentlichen senkrecht zur Ventilschieberlängsachse aufweisen, wobei vorzugsweise der ersten Öffnung (32) ein erster Einführschlitz (34) zugeordnet ist, dessen Schlitzbreite zum Ein- und Ausführen des Halsabschnitts (30) geeignet ist und der zweiten Öffnung (33) ein zweiter Einführschlitz (35) zugeordnet ist, dessen Schlitzbreite zum Ein- und Ausführen des Hintergreifungsabschnitts (31) geeignet ist.
Ventileinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsabschnitt (30) und der Hintergreifungsabschnitt (31) zylindrisch sind und die erste und zweite Öffnung (32, 33) der Aufnahme einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (29) als Buchse ausgebildet ist, die von einer Stirnseite des Antriebskolbens (23), insbesondere einstückig mit dieser verbunden, hervorsteht.
Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (23) und das Steuerglied (22) getrennt voneinander herstellbar sind, vorzugsweise der Antriebskolben (23) aus einem anderen Werkstoff als das Steuerglied (22) hergestellt ist.
Ventileinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (23) aus Kunststoff besteht, insbesondere ein Kunststoffspritzgießteil ist und das Steuerglied (22) aus Metall besteht, insbesondere ein Metalldrehteil ist.