DE19505383C1 - Wegeventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Derartige Wegeventile sind aus der DE 22 48 486 C2 be­ kannt. Dabei werden die zu steuernden Fluide in einer teilgeöffneten Stellung über scharfe Kanten des Steuer­ elements geleitet. Hierdurch werden die zu steuernden Fluide stark umgelenkt und verwirbelt, wodurch laute Ge­ räusche entstehen.

Aus der DE-OS 16 00 945 ist ein Wegeventil in Form eines Wasserhahnes bekannt. Zur Geräuschunterdrückung weist der Wasserhahn einen auf einem Steuerelement ange­ ordneten Drosselkörper auf, der mit einer im Gehäuse des Wasserhahnes angeordneten, ortsfesten Sitzhülse zusam­ menarbeitet. Drosselkörper und Sitzhülse des Wasser­ hahnes sind entsprechend den Merkmalen e), f) und f1) des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Wegeventil zu schaffen, das im Betrieb leise arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das Wege­ ventil selbst in einer teilgeöffneten Stellung keine lauten Geräusche erzeugt. Denn in den Zwischenstellungen ist zwischen einer Elementdrosselfläche und der ihr zu­ geordneten Hülsendrosselfläche ein Drosselkanal gebil­ det, der sehr lang ist und darüber hinaus keine scharfen Umlenkungen aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geben die Unteransprüche 2 bis 8 an.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 ein 4/3-Wegeventil als Bildzeichen dargestellt;

Fig. 2 bis 4 das in Fig. 1 dargestellte Wege­ ventil, jeweils in einer anderen Stellung und jeweils in einem vereinfachten, schematisierten Längsschnitt;

Fig. 5 einen vergrößerten und etwas modifi­ zierten Ausschnitt der in Fig. 4 ge­ zeigten Schnittdarstellung.

Fig. 1 zeigt symbolisch ein 4/3-Wegeventil mit den An­ schlüssen A, B, P und T, bei dem die einzelnen Stellun­ gen mit II, III und IV gekennzeichnet sind. Fig. 2 stellt die in Fig. 1 mit II bezeichnete Stellung dar, Fig. 3 entspricht der Stellung III und Fig. 4 der Stel­ lung IV. Zur Verdeutlichung geben in Fig. 3 und 4 Pfeile die Strömungsrichtung des Fluids an.

Gemäß Fig. 2 umfaßt das Wegeventil zunächst

• - einen Ventilkörper 10,
• - eine im Ventilkörper 10 angeordnete Bohrung 11,
• - die bereits in Fig. 1 gekennzeichneten Anschlüsse A, B, P, T für die zu steuernden Fluide,
• - ein innerhalb der Bohrung 11 verschiebbares Steuer­ element 20.

Das Wegeventil ist so ausgebildet, daß es im Betrieb leise arbeitet. Daher eignet sich das Wegeventil insbe­ sondere zum Einbau in U-Booten.

Einzelheiten werden aufgrund der vergrößerten Darstel­ lung anhand der Fig. 5 erläutert.

Am Steuerelement 20 sind Drosselkörper 21 angeordnet. Jeder Drosselkörper 21 weist eine Elementdrosselfläche 22 auf, die durch eine sich von einem Ende aus verjün­ gende äußere Mantelfläche des Drosselkörpers 21 gebildet ist.

Ferner sind innerhalb der Bohrung 11 Sitzhülsen 30 ange­ ordnet. Jede Sitzhülse 30 weist eine durch ihre innere Mantelfläche gebildete und einer Elementdrosselfläche 22 zugeordnete Hülsendrosselfläche 32 auf.

Jede Elementdrosselfläche 22 bildet in einer teilgeöff­ neten Stellung mit der ihr zugeordneten Hülsendrossel­ fläche 32 einen Drosselkanal, über den die Fluide flie­ ßen. Da der Drosselkanal eine große Länge ohne scharfe Umlenkungen aufweist, sind die Strömungsgeräusche ge­ ring.

Die Elementdrosselfläche 22 jedes Drosselkörpers 21 ist im Bereich ihres großen Durchmessers als Dichtfläche 23 ausgebildet. Jede Dichtfläche 23 ist in Verjüngungsrich­ tung des Drosselkörpers 21 durch einen Sammelkanal 25 in Form einer umlaufenden Nut begrenzt. Beginnend von jedem Sammelkanal 25 sind in Verjüngungsrichtung des Drossel­ körpers 21 Druckausgleichskanäle 26 angeordnet. Dadurch erreicht man, daß sich die durch die Fluiddrücke auf das Steuerelement 20 und die Sitzhülsen 30 wirkenden Axial­ kräfte weitgehend aufheben. Der Sammelkanal 25 und die Druckausgleichskanäle 26 sind der Einfachheit halber nur beim rechtsliegenden Sitz in Fig. 5 eingezeichnet.

Beim 4/3-Wegeventil nach Fig. 2 dichten un­ abhängig von der Stellung des Steuerelementes 20 minde­ stens zwei Sitzhülsen 30 ab. Dazu sind die Sitzhülsen 30 in der Bohrung 11 ab einem Anschlag verschiebbar ange­ ordnet. Durch die Federn 50 wird in diesem Verschiebe­ bereich die Anlage der Sitzhülsen 30 auf die Drosselkör­ per 21 sichergestellt.

Zurückkommend auf die Fig. 5, kann der Anschlag 40 bei­ spielsweise durch eine Sitzhülse 30 mit einem verbrei­ terten Bund in Verbindung mit einem Innenansatz in der Bohrung 11 realisiert sein.

Das Steuerelement 20 weist zwischen zwei benachbarten Drosselkörpern 21 einen Wellenabschnitt 24 auf, dessen Durchmesser kleiner oder gleich dem kleinsten Durchmes­ ser der Elementdrosselfläche 22 ist. Um die Strömungs­ geräusche zu minimieren, sind die Übergänge zwischen den Drosselkörpern 21 und den Wellenabschnitten 24 stark ab­ gerundet.

Die Sitzhülse 30 läuft, bei Betrachtung ihrer Quer­ schnittsfläche, an einem stirnseitigen Ende spitz zu und weist an dem anderen stirnseitigen Ende einen stark ab­ gerundeten Übergang zur inneren Mantelfläche auf. Hier­ durch erreicht man einen gleichmäßigen Strömungsverlauf.

Mit einfachen Maßnahmen ist es möglich, das Ventil leckagefrei auszubilden. Fig. 5 zeigt, daß hierzu ledig­ lich die Sitzhülse 30 durch einen elastischen Dichtring 60 gegenüber der Bohrung 11 abgedichtet ist.

Um eine Montage der erfindungsgemäßen Wegeventile zu er­ möglichen, sind der Ventilkörper 10 und/oder das Steuer­ element 20 mehrteilig auszubilden. Diesbezügliche Ein­ zelheiten sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, da ein Fachmann die verschiedensten Möglichkeiten kennt, um geteilte Bauteile paßgenau miteinander zu verbinden.

Bezugszeichenliste

10 Ventilkörper
11 Bohrung
20 Steuerelement
21 Drosselkörper
22 Elementdrosselfläche
23 Dichtfläche
24 Wellenabschnitt
25 Sammelkanal
26 Druckausgleichskanal
30 Sitzhülse
32 Hülsendrosselfläche
40 Anschlag
50 Feder
60 elastischer Dichtring zwischen Sitzhülse und Steuerelement
A, B, P, T Anschlüsse für zu steuernde Fluide
II, III, IV, VII jeweils eine Ventilstellung

Claims (9)

1. Wegeventil für Fluide, mit

• a) einem Ventilkörper (10),
• b) einer im Ventilkörper (10) angeordneten Bohrung (11),
• c) am Ventilkörper (10) angeordneten Anschlüssen (A, B, P, T) für die zu steuernden Fluide,
• d) einem innerhalb der Bohrung (11) verschiebbaren Steuerelement (20),

gekennzeichnet durch

• e) mindestens zwei auf dem Steuerelement (20) angeordne­ te Drosselkörper (21) mit jeweils einer Element­ drosselfläche (22), die durch eine sich von einem Ende aus verjüngende äußere Mantelfläche des Drossel­ körpers (21) gebildet ist,
• f) innerhalb der Bohrung (11) angeordnete Sitzhülsen (30) mit je einer durch ihre innere Mantelfläche gebildeten und einer Elementdrosselfläche (22) zuge­ ordneten Hülsendrosselfläche (32), derart,
• f1) daß jede Elementdrosselfläche (22) und die ihr zu­ geordnete Hülsendrosselfläche (32) in einer teilge­ öffneten Stellung einen Drosselkanal bilden, dessen Strömungsquerschnitt sich in Abhängigkeit der Ver­ schiebung des Steuerelements (20) in Richtung Schließstellung verengt bzw. in Richtung Offenstel­ lung erweitert,
• f2) daß die Sitzhülsen (30) innerhalb der Bohrung (11) ab einem Anschlag (40) entgegen der Kraft einer Fe­ der (50) durch das Steuerelement (20) verschiebbar sind.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (20) jeweils zwischen zwei benachbar­ ten Drosselkörpern (21) einen Wellenabschnitt (24) auf­ weist, dessen Durchmesser kleiner oder gleich dem klein­ sten Durchmesser der Elementdrosselfläche (22) ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge zwischen den Drosselkörpern (21) und den Wellenabschnitten (24) stark abgerundet sind.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sitzhülse (30) hinsichtlich ihrer Querschnitts­ fläche an einem stirnseitigen Ende spitz zuläuft und an dem anderen stirnseitigen Ende einen stark abgerundeten Übergang zur inneren Mantelfläche aufweist.

5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sitzhülse (30) durch einen elastischen Dichtring (60) gegenüber der Bohrung (11) abgedichtet ist.

6. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementdrosselfläche (22) jedes Drosselkörpers (21) im Bereich ihres großen Durchmessers als Dicht­ fläche (23) ausgebildet ist.

7. Wegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtfläche (23) in Verjüngungsrichtung des Drosselkörpers (21) durch einen Sammelkanal (25) in Form einer umlaufenden Nut begrenzt ist.

8. Wegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beginnend von jedem Sammelkanal (25) in Verjüngungs­ richtung des Drosselkörpers (21) Druckausgleichskanäle (26) angeordnet sind.