DE1947017C3

DE1947017C3 - Wechselventil mit einem zur Umschaltung dienenden Steuerventil

Info

Publication number: DE1947017C3
Application number: DE1947017A
Authority: DE
Inventors: Horst 2800 Bremen Schuetze
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werkefokker 2800 Bremen GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werkefokker 2800 Bremen GmbH
Priority date: 1969-09-17
Filing date: 1969-09-17
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE1947017B2; US3645287A; GB1318366A; DE1947017A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselventil zum wahlweisen Absperren zweier Auslässe von einem Einlaß mit einem in einem Gehäuse angeordneten und einen ringförmigen Durchflußkanal freilassenden Einsatzkörper und einem darin angeordneten Druckmittelantrieb zum Verstellen eines Schließkolbens für einen ersten Kanal und zum Verstellen eines mit einer Kolbenstange verbundenen und in Richtung einer Endstellung durch eine Druckfeder beaufschlagten Ringschiebers zum Verschließen eines zweiten Kanals.

Wechselventile werden zur Umleitung eines Mediums von einer in eine andere Slrömungsrichtung verwendet. Hierbei benutzt man üblicherweise das Medium selbst zur Umschaltung der Ventile, das mit Hilfe eines Steuerventils den entsprechenden Arbeitszylindern dieser Ventile zugeleitet wird.

Ein Wechselventil mit einem aufgrund eines Einsatzkörpers bestehenden ringförmigen Durchflußkana¹ geht z.B. aus der US-PS 33 34 647 hervor. Bei diesem Wechselventil kann ein Einlaß wahlweise an zwei Auslässe durchgeschaltet werden, was mit Hilfe eines gleichzeitig beide Sperrorgane einstellenden Druckmittelstellantriebes möglich iiL Obwohl dieses Wechselvrntil ein gleichzeitiges öffnen beider Auslässe, und zwar in der jeweiligen Halboffen-Stellung gestattet, gilt dieses Wechselventil als unbefriedigend, weil ein gleichzeitiges Schließen beider Auslässe nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wechselventil der eingangs genannten Art vorzusehen, das sowohl ein wahlweises Öffnen eines Kanals und Schließen des anderen Kanals als auch ein gleichzeitiges öffnen oder Schließen beider Kanäle ermöglicht

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der durch den Druckmittelantrieb verstellbare und als Hohlkolben ausgebildete Schließkolben in seinem Hohlraum einen mit Druckmedium versorgbaren Zylinder mit Stellkolben aufweist, dessen über den Schließkolben hinausragende Kolbenstange mit dem Ringschieber verbunden ist und die sich einerseits am Stellkolben und andererseits am Schließkolben abstützende Druckfeder trägt.

Es ist zwar bekannt, und zwar aus der DE-AS 11 35 253, als Hohlkolben ausgebildete Schließkolben für druckmittelbetäligbare Schieber zu benutzen, aber /ur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe läßt sich ein derartiger Hohlkolben nicht verwenden, weil in den Hohlraum dieses Hohlkolbens lediglich ein zur Führung dienender Stutzen eingreift. Aus der FR-PS 14 22 244 ist es darüber hinaus bekannt, einen Druckmittelantrieb für einen Schließkolben in einem Einsatzkörper eines Ventils anzuordnen und das Druckmittel von einem außerhalb des Ventilgehäuses angeordneten Steuerventil über Rohrverbindungen zum Einsatzkörper zu führen.

Das erfindungsgemäße Wechselventil hat den Vorteil, ein gleichzeitiges öffnen oder Schließen beider Kanäle sowie ein wahlweises öffnen oder Schließen eines Kanals zu ermöglichen. Dabei werden in den jeweiligen Schließstellungen sowohl der Schließkolben als auch der Ringschieber durch das zu steuernde Druckmedium zur Verbesserung der Schließwirkung gegen die jeweiligen Ventilsitze gedrückt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. la bis Fig. Ic das Prinzip eines Wechselventils in drei verschiedenen Schaltstellungen und

Fig.2a bis Fig.2c das Prinzip eines kombinierten Wechsel- und Absperrventils in drei verschiedenen Schaltstellungen.

Das in den Fig. la bis 1 c dargestellte Wechselventil besteht aus einem Gehäuse 10, in das ein Einsatzkörper 11 derart eingesetzt ist, daß sich ein ringförmiger Durchflußkanal 12 ergibt. Im Einsatzkörper 11, der mit Hilfe von Stützstreben 13 im Gehäuse 10 befestigt ist, ist ein zentrisch angeordneter Zylinder 14 vorgesehen,

dessen öffnung zu einem etwa in der Mitte des Gehäuses 10 vorgesehenen Ventilsitz 15 hinweist. Der Zylinder 14 ist über einen in seiner Wand vorgesehenen Durchbruch 16 und eine Rohrverbindung 17 mit einem auf der Außenseite des Gehäuses 10 vorgesehenen Stutzen 18 verbunden. Vom Zylinder 14 führt weiterhin ein Entlüftungskanal 19, und zwar in Höhe des Zylinderbodens 20 zur Außenseite des Gehäuses 10.

In den Zylinder «4 ist ein Hohlkolben 21 eingesteckt, dessen freies Ende als Schließkolben 22 ausgebildet ist. An diesem Schließkolben ist auf der zum Hohlkolben gerichteten Seite ein Ventilkegel 23 vorgesehen, der sich in seiner Schließstellung gegen den Ventilsitz 15 legt In der Wand des Hohlkolbens 21, dessen Hohlraum ebenfalls einen Zylinder 24 bildet, ist ein Durchbruch 25 vorgesehen. Dieser Durchbruch 25 ist derart angeordnet, daß sowohl in der Schließstellung als auch in der öffnuiigsstellung des Hohlkolbens 21 eine Verbindung vom Zylinder 24 durch die Durchbrüche 25 und 16 zum Stutzen 18 besteht. Der Hohlkolben 21 weist innerhalb seines Zylinders 24 einen Anschlag 26 auf, der in Höhe des Durchbruches 25 vorgesehen ist.

In den Zylinder 24 ist ein Stellkolben 27 eingeführt, von dem eine Kolbenstange 28 durch ein Durchgangsloch 29 hervorsteht, das in dem Schließkolben 22 sitzt Innerhalb des Zylinders 24 ist über die Kolbenstange 28 eine Druckfeder 30 gestreift, die sich mit ihrer einen Seite an dem Kolben 27 und mit ihrer anderen Seite an der Innenwand des Schließkolbens 22 abstützt An dem aus dem Durchgangsloch 29 hervorstehenden Ende der Kolbenstange 28 ist ein Ringschieber 31 befestigt der zum öffnen und Verschließen eines im Gehäuse 10 vorgesehenen Ringkanals 32 dient Der Ringkanal 32 führt zu einem Ausgangsstutzen Cdes Gehäuses 10, das einen vor dem Ringschieber 31 angeordneten Eingangsstutzen A und hinter dem Einsatzkörper U einen Ausgangsstutzen S aufweist. Der Hub des Ringschiebers 31 ist durch Anschläge 33, die innerhalb des Gehäuses 10 vorgesehen sind, begrenzt Auf der Eingangsseite λ ist ein Stutzen 34 angeordnet, von dem eine Rohrleitung 35 zu einer Seite eines als Steuerventil dienenden Dreiwegeventils 36 führt. Die andere Seite des Dreiwegeventils 36 ist über eine Rohrleitung 37 mit dem an der Ausgangsseite B des Wechselventils liegenden Stutzen 18 verbunden.

Bei der in F i g. 1 a gezeigten Ventilstellung strömt das Medium vom Eingangsstutzen A zum Ausgangsstutzen B. Das als Steuerventil dienende Dreiwegeventil sperrt hierbei die Rohrleitung 35 zum Eingangsstutzen A ab und entlüftet gleichzeitig über die Rohrleitung 37 den Zylinder 24 des Hohlkolbens 21. Die Menge des von A nach B strömenden Mediums wird bei diesem Wechselventil in Abhängigkeit vom auf der Eingangsseite A herrschenden Druck geregelt. Bei einer Druckerhöhung wird der Schließkolben 22 gegen die Kraft der Druckfeder 30 mehr zum Ventilsitz gedruckt, so daß der Querschnitt, durch den das Medium strömt, sich verringert. Bei der Druckverminderung verlaufen die Änderungen entsprechend umgekehrt. Das Wechselventil kann in dieser Stellung die durchströmende Menge im Sonderfall sogar über größere Druckbereiche konstant halten. Der Schließkolben 22 ist hierbei im Gehäuse 10 durch den linken Anschlag 33 Fixiert, welcher über den Ringschieber 31, die Kolbenstange 28, den Stellkolben 27 und die Druckfeder 30 die Position ' des Schließkolbens bestimmt.

Soll das Medium von Richtung AB in Richtung AC umgeleitet werden, dann muß das als Steuerventil dienende Dreiwegeventil 36 so verstellt werden, daß von der Rohrleitung 35 zur Rohrleitung 37 eine Verbindung besteht Fig. Ib und Fig. Ic zeigen die entsprechende Stellung des Dreiwegeventils. Nach dem Umschalten des Dreiwegeventils strömt das Medium von der Eingangsseite A über die Rohrleitung 35,37 und die Durchbrüche 16 und 25 in die mit g bezeichnete Kammer des Zylinders 24. Dadurch wird der Hohlkolben 21 gegen die Kraft der Druckfeder 30 in Richtung ίο der Ausgangsseite B bewegt, so daß der Ventilkegel 23 des Schließkolbens 22 sich gegen den Ventilsitz 15 legt und den Durchgang von A nach B absperrt. Der Raum zwischen dem Zylinderboden 20 und dem Hohlkolben 21 wird bei diesem Vorgang durch den Kanal 19 entlüftet Diese Umschaltphase ist in F i g. Ib dargestellt. Danach strömt das Medium weiter in den Zylinder 24 des Hohlkolbens 21, so daß der Stellkolben 27 gegen die Kraft der Druckfeder 30 in Richtung auf die Eingangsseite A bewegt wird. Mit dieser Bewegung wird aber gleichzeitig über die Kolb'ristange 28 der Ringschieber 31 in Richtung auf die t:in°angsseite A bewegt so daß der Ringkanal 32 geöffnet wird. Damit strömt das Medium jetzt von A nach C. Der Hub des Ringschiebers 31 wird durch die Anschläge 33, gegen die er aufläuft, begrenzt. Fig. Ic zeigt das Wechselventil nach vollendeter Umschaltung. Die Entlüftung der mit η bezeichneten Kammer erfolgt über die Kolbenstange, die hohl ist und den Ringschieber.

Wird eine Umleitung des Mediums vor /4Cnach AB Vi gewünscht, dann muß das Dreiwegeventil 36 in die in Fig. la gezeigte Stellung, in der es die Rohrleitung 35 absperrt und über die Rohrleitung 37 die Kammer guts Hohlkolbens 21 entlüftet, zurückgestellt werden. Dabei wird durch das Entspannen der Druckfeder 30 der J5 Ringschieber 31 bis zum inneren Anschlag 33 bewegt, so daß der Ringkanal 32 gesperrt wird. Danach wird durch weiteres Entspannen der Druckfeder 30 der Schließkolben 22 in Richtung auf den Eingangsstutzen A bevegt, so daß der Ventilkegel 23 vom Ventilsitz 15 abhebt und den Weg von A nach B freigibt. Der Stellkolben 27 läuft hierb-.i gegen den Anschlag 26, so daß der Schließkolben 22 beim weiteren Entspannen der Druckfeder 30 gezwungen ist, von dem Ventilsitz 15 abzuheben.

Das in den Fig. 2a bis 2c dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein kombiniertes Absperr- und Wechselventil. Dieses Ventil hat gegenüber dem Ventil nach F ig. 1 den Vorteil, daß beide Kanäle, d. h. die Kanäle A und C gleichzeitig abgesperrt werden können. Bei diesem Ventil weist der Schließkolben 22 zusätzlich eine so als Führung dienende Verlängerung 40 auf. Diese Verlängerung 40 greift in einen Rohrstutzen 4) ein, der auf beiden Seiten des Ringschiebers 31 vorgesehen ist. Der auf der anderen Seite des Ringschiebers 31 angeordnete Rohrstutzen 41 greift über einen Zylinder Vi 42, der auf der Eingangsseite A mit Hilfe von Stegen 43 im Gehäuse 10 befestigt ist. Die Öffnung des Zylinders 42 weist nach dem Ringschieber 31 hin, dessen Kolbenstange 28 e^;ne Verlängerung 44 aufweist, an der ein Kolben 45 befestigt ist. Dieser Kolben 45 greift in w) den Zylinder 42 ein. Vom Zylinder 42 führt eine Rohrleitung 46 zu einem an der Außenseite des Gehäuses 10 vorgesehenen Stutzen 47. Die Rohrleitungen 35,37 führen zu einem Steuerventil 50, zu dem auch von dem Stutzen 47 eine Rohrleitung 48 führt. ■ · Das Steuerventil 50 ist ein Kolbenschieber mit zwei Kolben 51, 52, die in einem Zylinder 53 untergebracht und durch eine gemeinsame Kolbenstange 54 verstellbar sind. Der Zylinder 53 ist mit zwei EntHiftungskanä-

lcn 55 und 56 versehen, die «η beiden linden vorgesehen sind. Durch zwei Schaltmagnete 57, 58 wird die Kolbenstange 54 verstellt, über die eine zur Rückstellung dienende Druckfeder 59 gestreift ist.

Die Benutzung dieses Ventils als Wechselvcntil ⁵ unterscheidet sich in seiner Punktion nicht von dem nach Pig. I. Wenn das Medium von A nach Bströmen soll, dann müssen die Schaltmagnete 57 und 58 in Arbeitsstellung stehen. Dabei wird die Kolbenstange 54 des Steuerventils 50 derart verstellt, daß die Rohrleitung 48 und 37 entlüftet und die Rohrleitung 35 abgesperrt sind. (■' i g. 2a zeigt diese Sehaltstcllung, wobei die Menge des durchströmenden Mediums wie beim Ausführungsbcispiel nach Γ i g. 1 in Abhängigkeit vom Druck der Fingangsseitc geregelt wird.

Soll das Medium von A nach ("strömen, dann muß der Schallmagnct 57 in der Arbeitsstellung und der Schaitmagnct b8 in der Ruhestellung stehen. Fig. 2b zeigt diesen Schaltzustand, bei dem die Rohrleitung 48 entlüftet und die Rohrleitungen 37 und 35 über den 2" Zylinder 53 des Steuerventils 50 miteinander verbunden sind. Die Funktion ist auch hierbei wieder wie beim Ausführungsbeispiel nach Fi g. 1.

Wird eine Absperrung der Kanäle A und C gewünscht, dann müssen beide Schaltmagnete 57, 58 i Ruhestellung stehen. Dieser Schaltzustand ist in F i g. 2i dargestellt, bei dem über den Zylinder 53 de· Steuerventils 50 die Rohrleitungen 35, 37 und 41 miteinander verbunden sind. Hierbei wird die Kammei gdes Hohlkolbens 21 über die Rohrleitung 37 und dei Zylinder 42 über die Rohrleitung 48 mit dem Medium das von der Eingangsseite A über die Rohrleitung 35 ir den Zylinder 53 des Steuerventils gelangt, versorgt. Da: in den Zylinder 42 strömende Medium verhindert, daC das in die Kammer # eindringende Medium den Kolber 27 in Richtung auf die F.ingangsseitc A schiebt, da di Bcwcgungsrichtungcn der Kolben 27 und 45. die durcr die Kolbenstange 28 bzw. 44 miteinander verbunder sind, in diesem Schaltzustand entgegengerichtet sind Das in die Kammer g eindringende Medium bewirk jedoch, daß der Schließkolben fest gegen den Vem:'',it/

ge/.UJJcil Willi. L/dii"iii Sifiu üciue Kdi'idic A₁ C"gcSf/ciTi.

Bei den Wechselvcntilen nach F i g. 1 und F i g. 2 wire beim Durchströmen des Mediums von A nach B de Druck reduziert. Dies geschieht durch die äußerste Kante des Schließkolbens 22, die die Gesch.vindigkcits energie des strömenden Mediums in bekannter Weis umwandelt.

Hierzu 3 Hint* Zi-icltnungcn

Claims

1 Patentansprüche:

1. Wechselventil zum wahlweisen Absperren zweier Auslässe von einem Einlaß mit einem in einem Gehäuse angeordneten, einen ringförmigen Durchflußkanal freilassenden Einsatzkörper und einem darin angeordneten Druckmittelantrieb zum Verstellen eines Schließkolbens für einen ersten Kanal und zum Verstellen eines mit einer Kolbenstange verbundenen und in Richtung einer Endstellung durch eine Druckfeder beaufschlagten Ringschiebers zum Verschließen eines zweiten Kanals, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Druckmittelantrieb verstellbare und als Hohlkolben (21) ausgebildete Schließkolben (22) in seinem Hohlraum einen mit Druckmedium versorgbaren Zylinder (24) mit Stellkolben (27) aufweist, dessen über den Schließkolben (22) hinausragende Kolbenstange (28) mit dem Ringschieber (31) verbunden ist und die sich einerseits am Stellkolben

(27) und andererseits am Schiießkoiben (22) abstützende Druckfeder (30) trägt.

2. Wechselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des im Zylinder (24) des Schließkolbens (22) sitzenden Stellkolbens (27) durch zwei Anschläge (33) begrenzt ist, gegen die der Ringschieber(31) aufläuft.

3. Wechselventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zylinderwand des als Hohlkolben (21) ausgebildeten Schließkolbens (22) ein derart angeordneter Durchbruch (25) vorgesehen ist, daß der Zylinder "M) über diesen Durchbruch (25) und einer im Einsatzkörper (11) vorgesehenen Durchbruch (IG) so- :e über eine im Gehäuse (10) vorgesehene Rohrverbindung (17) und eine ein Steuerventil (36) aufweisende Rohrleitung (37,35) mit Druckmedium von der Eingangsseitc (A) versorgbar ist.

4. Wechselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange

(28) des Stellkolbens (27) eine über den Ringschieber (31) hinausreichende Verlängerung (44) mit einem daran angebrachten Steuerkolben (45) aufweist, der in einen auf der Eingangsseite (A) im Gehäuse (10) vorgesehenen Zylinder (42) eingreift.

5. Wechselventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlkolben ausgebildete Schließkolben (22) eine in einen an der ihm zugewandten Seile des Ringschiebers (31) vorgesehenen Rohrstutzen (41) eingreifende Verlängerung (40) aufweist und daß der sich auf der anderen Seite des Ringschiebers (31) fortsetzende Rohrstutzen (41) über den auf der Eingangsseite (A) im Gehäuse (10) vorgesehenen Zylinder (42) greift.