DE19609987A1 - Steuereinrichtung für ein Mehrwegeventil - Google Patents
Steuereinrichtung für ein MehrwegeventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Mehrwege
ventil, mit einem eine Höhenrichtung aufweisenden Gehäuse, das
zur Aufnahme zweier nebeneinander angeordneter Elektromagneten
geeignet ist, die jeweils eine Spule aufweisen, wobei die Spu
len parallelachsig derart angeordnet sind, daß sie mit einander
zugewandten Abschnitten ihrer äußeren Mantelflächen in Gehäuse
höhenrichtung übereinanderliegen, und wobei jeder Spule ein zu
betätigendes, in Spulenlängsrichtung verstellbares Ventilglied
zugeordnet ist, das mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, und
mit einer Handbetätigungseinrichtung, die für jedes Ventilglied
einen zu dessen manueller Betätigung dienenden Betätigungs
schieber aufweist, der sich ausgehend von einer im Bereich der
Gehäuseoberseite befindlichen Beaufschlagungspartie mit einer
am Gehäuse in dessen Höhenrichtung längsverschieblich geführten
Schieberpartie in Gehäusehöhenrichtung nach unten erstreckt und
eine im Bereich des zugeordneten Ventilgliedes angeordnete Be
tätigungspartie aufweist, die beim in Gehäusehöhenrichtung er
folgenden Verschieben des Betätigungsschiebers auf das zugeord
nete Ventilglied einwirkt, wobei zumindest der für die Betäti
gung des der unteren Spule zugeordneten unteren Ventilgliedes
vorgesehene erste Betätigungsschieber seitlich am oberen Ven
tilglied vorbeiläuft.
Eine Steuereinrichtung dieser Art geht aus der DE 43 09 695 A1
hervor. Diese umfaßt eine Doppeltmagnetanordnung, bei der die
beiden übereinanderliegenden Elektromagneten leicht seitlich
versetzt zueinander angeordnet sind, so daß der mit dem unteren
Ventilglied zusammenwirkende Betätigungsschieber bequem am obe
ren Ventilglied vorbeigeführt werden kann.
Die bekannte Steuereinrichtung hat sich im Zusammenhang mit re
lativ breit bauenden Mehrwegeventilen gut bewährt. Bei Ausrü
stung von besonders schmal bauenden Ventilen, beispielsweise
von Ventilen mit nur 10 mm Baubreite, stößt man jedoch an die
Grenzen der Miniaturisierung. Eine weitere Reduzierung der Bau
breite der Steuereinrichtung würde es notgedrungen erforderlich
machen, den zum unteren Ventilglied ragenden Betätigungsschie
ber durch die Aufnahmekammer des oberen Ventilglieds hindurch
zuführen. Eine entsprechende Anordnung ist in der JP 4-25081 U
bereits vorgeschlagen worden, hat jedoch den Nachteil, daß im
Durchdringungsbereich der oberen Ventilgliedkammer zusätzliche
Abdichtmaßnahmen erforderlich sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
ohne Hervorrufen von Abdichtungsproblemen kompakte Breiten
abmessungen ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
wenigstens ein Betätigungsschieber einen die zugeordnete Be
tätigungspartie tragenden Betätigungsarm aufweist, der über we
nigstens eine eine Querbewegung bezüglich des Gehäuses ermögli
chende Biegezone elastisch biegbar mit der geführten Schieber
partie verbunden ist, und daß der Betätigungsarm einen zu sei
ner Betätigungspartie hin abgewinkelten Verlauf besitzt, wobei
der Abwinkelungsbereich höher als die Längsachse des zugeord
neten Ventilgliedes liegt und der sich an den Abwinkelungsbe
reich anschließende, mit der Betätigungspartie versehene frei
endende erste Armabschnitt schräg nach innen und zugleich nach
unten in Richtung des zugeordneten Ventilgliedes verläuft und
mit einer gehäusefesten Schrägführung zusammenarbeitet.
Auf diese Weise ist es möglich, die Spulen der Elektromagnete
unversetzt in einer gemeinsamen Ebene anzuordnen und gleichwohl
das untere Ventilglied mit einem von oben her zu betätigenden
Betätigungsschieber zu erreichen, ohne die obere Ventilglied
kammer durchsetzen zu müssen. Der mit dem unteren Ventilglied
zusammenarbeitende erste Betätigungsschieber kann zunächst
seitlich am oberen Ventilglied vorbeilaufen, um sodann mit dem
nach innen abgewinkelten bzw. abgebogenen Armabschnitt des Be
tätigungsarmes an das untere Ventilglied heranzureichen. Die
federelastische Aufhängung des Betätigungsarmes über die Biege
zone gewährleistet dabei, daß der die Betätigungspartie aufwei
sende frei endende Armabschnitt über eine ausreichende Flexi
bilität verfügt, um bei einer Verlagerung des Beaufschlagungs
abschnittes und der daran angeordneten Schieberpartie in Ein
griff mit dem zugeordneten Ventilglied zu gelangen. Die Schräg
führung unterstützt dabei die entsprechende Bewegung des be
treffenden Armabschnittes. Der Betätigungsschieber kann kosten
günstig als einstückiges Kunststoffbauteil ausgeführt werden.
Der mit dem oberen Ventilglied zusammenwirkende Betätigungs
schieber kann nach den gleichen Prinzipien aufgebaut sein, um
eine einheitliche Konstruktion zu erhalten. Während jedoch die
Biegezone bei dem ersten Betätigungsschieber zweckmäßigerweise
oberhalb des zugeordneten unteren Ventilgliedes angeordnet ist,
kommt sie im Falle des zweiten Betätigungsschiebers bevorzugt
unterhalb des zugeordneten oberen Ventilgliedes zu liegen, so
daß der federelastisch biegbare Betätigungsarm ausgehend von
der Biegezone nicht wie beim ersten Betätigungsschieber nach
unten, sondern nach oben ragt.
Die DE 43 09 695 A1 beschreibt als weitere Maßnahme, die kom
pakte Abmessungen ermöglicht, eine vorteilhafte Ausgestaltung
einer den Spulen zugeordneten Jocheinrichtung. Diese Jochein
richtung befindet sich in der unmittelbaren Umgebung der Spu
len, zeichnet sich jedoch dadurch aus, daß in dem die zylindri
schen Mantelflächen der Spulen umgebenden Bereich mit Ausnahme
eines zentralen Jochteils keine weiteren Bestandteile der Joch
einrichtung vorhanden sind.
Auch auf diesem Konstruktionsprinzip beruhend stößt man aller
dings an die Grenzen der Miniaturisierung. Regelmäßig wird die
Steuereinrichtung mit Hilfe von Befestigungsschrauben an einem
Ventilgehäuse eines Mehrwegeventiles befestigt, so daß im Ge
häuse der Steuereinrichtung genügend Platz für die Durchführung
dieser Befestigungsschrauben zur Verfügung gestellt werden muß.
Dieses Problem läßt sich vorteilhaft umgehen, wenn das beiden
Spulen gemeinsam zugeordnete Jochteil und die vorhandenen Befe
stigungsschrauben als Baueinheit mit Doppelfunktion ausgeführt
werden. Das besagte Jochteil ist also von der wenigstens einen
Befestigungsschraube der Steuereinrichtung gebildet, die somit
in dem sowieso benötigten Einbauraum für das Jochteil unterge
bracht werden kann, so daß kein weiterer Platzbedarf für Befe
stigungsschrauben besteht.
Zweckmäßigerweise ist nur eine einzige zentrale Befestigungs
schraube vorhanden, die vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene
mit den Spulenlängsachsen verläuft.
Somit läßt sich eine Steuereinrichtung verwirklichen, die durch
die besondere Ausgestaltung der Handbetätigungseinrichtung und
der Jocheinrichtung sehr kompakte Außenabmessungen ermöglicht.
Es versteht sich allerdings, daß sich die Handbetätigungsein
richtung und die Jocheinrichtung auch unabhängig voneinander
verwirklichen lassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Steuer
einrichtung im Längsschnitt gemäß Schnittlinie I-I
aus Fig. 2 in an ein Mehrwegeventil ange
bautem Zustand,
Fig. 2 die Steuereinrichtung aus Fig. 1 im Querschnitt
gemäß Schnittlinie II-II,
Fig. 3 die Steuereinrichtung aus Fig. 1 im Querschnitt
gemäß Schnittlinie III-III aus Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung unter
Beschränkung auf den die Handbetätigungseinrich
tung umfassenden Gehäuseteil mit Blick gemäß
Pfeil IV aus Fig. 3,
Fig. 5 den die Handbetätigungseinrichtung umfassenden
Gehäuseteil in Seitenansicht von der entge
gengesetzten Seite her mit Blick gemäß Pfeil V
gesehen, und
Fig. 6 eine Draufsicht auf den die Handbetätigungsein
richtung umfassenden Gehäuseteil mit Blick gemäß
Pfeil VI aus Fig. 3.
Die Fig. 1 zeigt einen stirnseitigen Endabschnitt des Ventil
gehäuses 1 eines Mehrwegeventils, beispielsweise eines 5/3-We
geventils. Die Steuereinrichtung 3 ist an die Stirnfläche 2 des
Ventilgehäuses 1 angesetzt und an diesem mit Hilfe einer Befesti
gungsschraube 9 lösbar festgelegt. Das Mehrwegeventil enthält
einen nur schematisch angedeuteten Ventilschieber 4, der ver
schiedene Schaltstellungen einnehmen kann, in denen er fluidi
sche Verbindungen zwischen einer Druckmittelversorgung, einem
oder mehreren Verbrauchern und einer oder mehreren Entlüftungs
öffnungen herstellt oder unterbricht. Das Umschalten erfolgt
pneumatisch, indem eine oder mehrere dem Ventilschieber 4 zuge
ordnete Betätigungsflächen 5 beaufschlagt werden. Die Zufuhr
des entsprechenden Betätigungsfluides wird über die nachfolgend
im einzelnen beschriebene Steuereinrichtung 3 gesteuert. Zweck
mäßigerweise ist das Mehrwegeventil im Betrieb auf einer Ver
teilerplatte installiert, die interne Druckmittelkanäle auf
weist, die mit im Ventilgehäuse 1 ausgebildeten Ventilkanälen
kommunizieren.
Die Steuereinrichtung 3 umfaßt vorliegend ein aus mehreren
axial aufeinanderfolgend aneinandergesetzten Gehäuseteilen 10′,
10′′, 10′′′ zusammengesetztes Gehäuse 10. Es enthält zwei als
Steuerventile fungierende, elektrisch betätigbare Magnetventile
6, 6′. Jedes von ihnen verfügt über ein stabähnliches Ventil
glied 7, das mit einem in dem sich an das Ventilgehäuse 1 an
schließenden ersten Gehäuseteil 10′ vorgesehenen Ventilsitz 8
zusammenarbeiten kann, der nur strichpunktiert angedeutet ist.
Durch wahlweises Betätigen der Magnetventile 6, 6′ können die
Ventilsitze nach Bedarf freigegeben oder verschlossen werden,
um die Strömung des Betätigungsfluides zu den Betätigungsflä
chen des Ventilschiebers 4 zu beeinflussen und dadurch den Ven
tilschieber 4 in die gewünschte Stellung zu verbringen.
Die beiden Magnetventile 6, 6′ sind in Querrichtung rechtwink
lig zur Längsachse 12 der Steuereinrichtung 3 und des Mehrwege
ventils 1 nebeneinander angeordnet. Die Längsachsen 13 der Ven
tilglieder 7 verlaufen parallel zu der erwähnten Längsachse 12,
wobei die Ventilglieder 7 bei Betätigung des zugeordneten Mag
netventils 6, 6′ in Richtung ihrer Längsachsen 13 axial beweg
lich sind.
Gemäß Fig. 2 hat das Gehäuse 10 außen eine Rechteckkontur, wo
bei die Längsachse des Rechteckquerschnittes die Höhenrichtung
14 des Gehäuses 10 vorgibt. Jedes Magnetventil 6, 6′ verfügt zu
seiner Betätigung über einen Elektromagnet 15, 15′, der eine
Spule 16 enthält. Die Spulen 16 stehen über nicht näher darge
stellte elektrische Leiter mit einer elektrischen Anschlußein
richtung 17 in Verbindung, an die sich weiterführende Signal
leiter anschließen lassen, die die notwendigen Betätigungs
signale für die Elektromagnete 15, 15′ liefern.
Die beiden Spulen 16 sind mit zu einander parallelen Spulenach
sen 18, 18′ auf gleicher axialer Höhe nebeneinander angeordnet,
wobei sie parallel zur Längsachse 12 des Gehäuses 10 der
Steuereinrichtung 3 ausgerichtet sind. Dabei liegen sie, wie
Fig. 2 zeigt, in Gehäusehöhenrichtung 14 übereinander, wobei
Abschnitte 22 ihrer äußeren zylindrischen Mantelfläche einander
zugewandt sind. Die Spulen 16 sind zueinander beabstandet, so
daß zwischen den beiden Abschnitten 22 ein Zwischenraum bzw.
Zwischenbereich 23 vorliegt.
Jede Spule 16 hat eine zentrale, axial durchgehende Durchgangs
öffnung 24, in die das zugeordnete Ventilglied 7 ausgehend von
der dem Ventilgehäuse 1 zugewandten Stirnseite ein Stück weit
hineinragt. Der innenliegenden Endpartie eines jeweiligen Ven
tilgliedes 7 liegt axial ein Magnetkern 25 gegenüber, der aus
gehend von der dem Ventilgehäuse 1 entgegengesetzten Stirnseite
in die Durchgangsöffnung 24 hineinragt.
Ein in einem jeweiligen Ventilglied 7 angeordnetes federndes
Rückstellelement 26 arbeitet mit dem zugeordneten Magnetkern 25
zusammen und drückt das Ventilglied 7 bei nicht erregten Spulen
16 in die Schließstellung gegen den zugeordneten Ventilsitz 8.
Wird eine Spule von Strom durchflossen, bildet sich ein Magnet
feld aus, dessen Magnetkraft das zugeordnete Ventilglied 7 an
den zugeordneten Magnetkern 25 heranzieht und dadurch in die
Offenstellung umschaltet, in der es vom zugeordneten Ventilsitz
8 abgehoben ist.
Die beiden Spulen 16 sind so angeordnet, daß die ihre Spulen
achsen enthaltende Ebene 27 mit der Höhenrichtung 14 zusam
menfällt. Dadurch lassen sich extrem geringe Breitenabmessungen
des Gehäuses 10 quer zur besagter Ebene 27 verwirklichen.
Die Spulen 16 sind in dem mittleren Gehäuseteil 10′′ unterge
bracht. Die Ventilsitze 8 befinden sich in dem zwischen dem
mittleren Gehäuseteil 10′′ und dem Ventilgehäuse 1 angeordneten
vorderen Gehäuseteil 10′, und zwar jeweils am Grund einer zum
mittleren Gehäuseteil 10′′ offenen Ventilgliedkammer 28, 28′, in
die das zugeordnete Ventilglied 7 (in Fig. 3 strichpunktiert
angedeutet) hineinragt.
Das vordere Gehäuseteil 10′ des Gehäuses 10 ist mit einer Hand
betätigungseinrichtung 32 ausgestattet, die es ermöglicht, die
Ventilglieder 7 bei Bedarf manuell vom zugeordneten Ventilsitz
8 abzuheben.
Das sich rückseitig an das mittlere Gehäuseteil 10′′ anschlie
ßende rückwärtige Gehäuseteil 10′′′ ist vorliegend haubenähnlich
ausgebildet und enthält eine die elektrische Verbindung zwi
schen den Spulen 16 und der Anschlußeinrichtung 17 herstellende
Leiterplatte 33. Es besteht zweckmäßigerweise aus transparentem
Werkstoff, um eine günstige optische Betriebsanzeige bei
gleichzeitiger wasserdichter Abschirmung der mit Anzeigeelemen
ten bestückten Leiterplatte 33 zu ermöglichen.
Um eine hohe Schaltkraft zu erzielen, ist zusätzlich zu den Ma
gnetkernen 25 eine außerhalb der Spulen 16 angeordnete Jochein
richtung 34 vorgesehen. Sie besteht insbesondere aus Eisen und
verringert den magnetischen Widerstand für das Magnetfeld bzw.
dessen Feldlinien außerhalb der Spulen 16.
Zu der Jocheinrichtung 34 gehören zwei plattenförmige Jochpar
tien 35, die mit rechtwinklig zu den Spulenachsen 18, 18′ aus
gerichteten Plattenebenen den beiden Stirnseiten der Spulen 16
vorgeschaltet sind. Die vordere Jochpartie 35 hat Durchbrechun
gen, die den Durchgriff der Ventilglieder 7 erlauben. Die rück
seitige Jochpartie 35 hat Durchbrechungen, in die die Magnet
kerne 25 eingesetzt sind.
Außer diesen erwähnten Bestandteilen hat die Jocheinrichtung 34
nur noch einen weiteren Bestandteil in Gestalt eines Jochteils
36, das gleichzeitig beiden Spulen 16 gemeinsam zugeordnet ist
und sich in dem schon erwähnten Zwischenbereich 23 erstreckt.
Auf diese Weise kann es von den Magnetfeldern beider Spulen 16
durchsetzt werden, deren Feldlinien in dem Jochteil 36 in des
sen Längsrichtung verlaufen. Dieses Jochteil 36 ist der einzige
Bestandteil der Jocheinrichtung 34 im radialen Umfangsbereich
der außen zylindrisch konturierten Spulen 16. Auf diese Weise
lassen sich sowohl die Breitenabmessungen als auch die Höhenab
messungen des Gehäuses 10 sehr gering halten. Die Spulen sind
zweckmäßigerweise in das aus Kunststoffmaterial bestehende mit
tlere Gehäuseteil 10′′ eingegossen.
Das Besondere an dem beispielsgemäßen Jochteil 36 besteht da
rin, daß es sich nicht um ein von Anfang an fest installiertes
Jochteil handelt, sondern daß es von der eingangs schon erwähn
ten Befestigungsschraube 9 gebildet ist. Diese Befestigungs
schraube 9 durchsetzt die Steuereinrichtung 3 in axialer Rich
tung, wobei ihre Längsachse 37 parallel zu den Spulenlängs
achsen 18, 18′ ausgerichtet ist und bevorzugt, wie aus Fig. 2
ersichtlich, in einer gemeinsamen Ebene 27 mit den Spulenlängs
achsen 18, 18′ verläuft. Der für das einzig notwendige Jochteil
36 erforderliche Einbauraum zwischen den beiden Spulen 16 wird
somit von der Befestigungsschraube 9 eingenommen, die als al
leiniges Befestigungsmittel der Steuereinrichtung 3 dient, so
daß kein weiterer Einbauraum für Befestigungsschrauben benötigt
wird. Die Befestigungsschraube 9 hat also eine Doppelfunktion,
indem sie zum einen zur Befestigung der Steuereinrichtung 3 am
Ventilgehäuse 1 dient und zum anderen einen wesentlichen Be
standteil der Jocheinrichtung 34 bildet.
Es versteht sich, daß man für die Befestigungsschraube 9 ein
Material mit geringem magnetischem Widerstand wählt, beispiels
weise Eisen oder Stahl.
Es wäre prinzipiell denkbar, mehrere, und dabei insbesondere
zwei Befestigungsschrauben vorzusehen, die gemeinsam das be
sagte Jochteil 36 bilden. Bezogen auf die Fig. 2 könnte man
die Anordnung dann so treffen, daß beidseits der gehäusemittig
in Höhenrichtung 14 verlaufenden Ebene 27 jeweils eine Schrau
benlängsachse zu liegen kommt. Da jedoch in der Regel eine
einzige Befestigungsschraube 9 ausreicht, um die Steuereinrich
tung 3 sicher zu befestigen, beschreitet man vorteilhafterweise
den abgebildeten Weg einer einzigen, zentral angeordneten Be
festigungsschraube 9.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verfügt das Gehäuse 10 der
Steuereinrichtung 3 über eine in Längsrichtung 12 durchgehende
bohrungsartige Öffnung 38, die auch die beiden plattenförmigen
Jochpartien 35 durchsetzt. Die Befestigungsschraube 9 ist durch
diese Öffnung 38 von außen her hindurchgesteckt, wobei sie sich
mit ihrem außenliegenden Kopf 42 an der äußeren Stirnfläche des
rückwärtigen Gehäuseteils 10′′′ abstützt. Ihr Gewindeabschnitt
43 ragt an der dem Ventilgehäuse 1 zugewandten Stirnfläche des
vorderen Gehäuseteils 10′ heraus und ist in eine Gewindebohrung
44 des Ventilgehäuses 1 eingeschraubt. Zweckmäßigerweise hält
die Befestigungsschraube 9 die einzelnen Gehäusebestand
teile 10′, 10′′, 10′′′, der Steuereinrichtung 3 zusammen, so daß keine
weiteren Verbindungsmittel erforderlich sind. Bei entfernter
Befestigungsschraube 9 läßt sich das Gehäuse 10 in die einzel
nen Gehäuseteile zerlegen.
Die bereits erwähnte Handbetätigungseinrichtung 32 umfaßt zwei
Betätigungsschieber 45, 46, wovon der erste (45) zur Betätigung
des bezogen auf die Höhenrichtung 14 unteren Ventilgliedes 7
und der zweite (46) zur Betätigung des oberen Ventilgliedes 7′
dient. Die Betätigungsschieber 45, 46 sind an den beiden einan
der entgegengesetzten seitlichen Außenflächen 47, 47′ des Ge
häuseteils 10′ angeordnet und dabei in Oberflächennuten 48
dieser Außenflächen 47, 47′ aufgenommen.
Jeder Betätigungsschieber 45, 46 hat eine im Bereich der Gehäu
seoberseite angeordnete Beaufschlagungspartie 51. Sie über
greift beispielsgemäß die obere Gehäusefläche 49 unter Einhal
tung eines Betätigungsabstandes 52. An sie schließt sich eine
in Gehäusehöhenrichtung 14 nach unten verlaufende Schieberpar
tie 53 an, die an einer ersten gehäusefesten Führungseinrich
tung 54 in besagter Höhenrichtung 14 linear beweglich geführt
ist. Die geführte Schieberpartie 53 liegt mit ihrer Innenfläche
55 an der Grundfläche der zugeordneten Oberflächennut 48 an.
Die erste Führungseinrichtung 54 ist vorliegend von zwei gehäu
sefesten Vorsprüngen gebildet, die die geführte Schieberpartie
53 an den Längsrändern umgreifen.
An jedem Betätigungsschieber 45, 46 ist eine beim Ausführungs
beispiel stiftförmige Betätigungspartie 55 vorgesehen, die über
einen in dem Gehäuseteil 10′′ ausgebildeten, umfangsseitig in
die zugeordnete Ventilgliedkammer 28, 28′ ausmündenden Gehäuse
kanal 56, 56′ in die zugeordnete Ventilgliedkammer 28, 28′ hin
einragen kann. Sie verjüngt sich konisch zum freien Ende hin.
Die Betätigungspartie 55 befindet sich in unmittelbarer Nähe
der dem Ventilsitz 8 zugeordneten Ventilgliedstirnseite 57.
Sich zwischen dem Gehäuse 10 und dem jeweiligen Betätigungs
schieber 45, 46 abstützende Federeinrichtungen 59 spannen den
betreffenden Betätigungsschieber 45, 46 in die aus Fig. 3 er
sichtliche Ruhestellung vor. Die Federeinrichtungen wirken hier
zwischen der Unterseite der Beaufschlagungspartien 51 und der
zugewandten Gehäusepartie. Durch manuellen Druck auf eine der
Beaufschlagungspartien 51 wird der zugeordnete Betätigungs
schieber 45, 46 nach unten verschoben, wobei dessen Betäti
gungspartie 55 auf das zugeordnete Ventilglied 7, 7′ einwirkt
und dieses vom Ventilsitz 8 abhebt. Da der Hub des Ventil
gliedes, das hier vom beweglichen Magnetanker gebildet ist,
beispielsweise nur 3/10 mm beträgt, genügt eine kurze Schaltbe
wegung der Betätigungsschieber 45, 46, um das gewünschte Ven
tilglied zu verlagern.
Jeder Betätigungsschieber 45, 46 verfügt über eine Anschlagzun
ge 58, die im Zusammenwirken mit einer gehäuseseitigen Stufe 62
die Aufwärtsbewegung begrenzt und dabei die Ruhestellung und
den Betätigungsabstand 52 vorgibt.
An eine jeweilige geführte Schieberpartie 53 schließt sich bei
jedem Betätigungsschieber 45, 46 ein abgewinkelter Betätigungs
arm 63, 63′ an. Der Übergangsbereich, der allerdings fließend
ist, geschieht über eine Biegezone 64. Diese gestattet dem je
weiligen Betätigungsarm 63, 63′ zumindest geringfügige Querbe
wegungen relativ zum Gehäuse 10 und zur zugeordneten geführten
Schieberpartie 53 quer zu der Ebene 27. Die möglichen Querbewe
gungen sind durch Doppelpfeile 65 angedeutet.
Zwischen einem jeweiligen querflexiblen Betätigungsarm 63, 63′
und dem Gehäuse 10 ist ein Freiraum 66 vorgesehen, der eine un
gehinderte Querbewegung in Richtung zum Gehäuse ermöglicht. Die
Freiräume 66 sind beim Ausführungsbeispiel von Ausnehmungen in
den seitlichen Außenflächen 47, 47′ des Gehäuses 10 gebildet.
Die Biegeelastizität der Betätigungsarme 63, 63′ ergibt sich
beim Ausführungsbeispiel unter anderem durch die Materialwahl
der Betätigungsschieber 45, 46, die hier einstückig aus einem
biegeelastischen Kunststoffmaterial bestehen.
Bei dem dem unteren Ventilglied 7 zugeordneten ersten Betäti
gungsschieber 45 befindet sich die Biegezone 64, wie im übrigen
auch der gesamte sich daran anschließende Betätigungsarm 63,
oberhalb der Längsachse 13 des unteren Ventilgliedes 7. Im Be
reich der Biegezone 64 beginnt ein zweiter Armabschnitt 68, der
sich etwa in Verlängerung der geführten Schieberpartie 53 fort
setzt und nach unten ragt. Er endet in einem Abwinkelungsbe
reich 69, wo er in einen ersten Armabschnitt 67 des Betäti
gungsarms 63 übergeht, der schräg nach innen und zugleich nach
unten in Richtung des zugeordneten Ventilgliedes 7 bzw. dessen
Ventilgliedkammer 28 verläuft. Der erste Armabschnitt 67 er
streckt sich dabei in dem erwähnten Gehäusekanal 56 und trägt
an seinem freien Ende die Betätigungspartie 55. Die beiden Arm
abschnitte 67, 68 schließen vorliegend einen stumpfen Winkel
ein, der beispielsweise im Bereich von 130° liegt.
Der Gehäusekanal 56 hat einen dem ersten Armabschnitt 67 ent
sprechenden Schrägverlauf und mündet somit schräg von oben au
ßen her in die Ventilgliedkammer 28 ein. Zweckmäßigerweise bil
det er eine Schrägführung für den ersten Armabschnitt 67, d. h.
er vermag den ersten Armabschnitt 67 derart seitlich abzustüt
zen, daß dieser in der Schrägrichtung 74 des Gehäusekanals 56
verschiebbar ist.
Wird auf die Beaufschlagungspartie 51 des ersten Betätigungs
schiebers 45 Druck ausgeübt, so verlagert sich letzterer nach
unten, wobei der Betätigungsarm 63 nach innen zum Gehäuse hin
verschwenkt und der erste Armabschnitt 67 aufgrund der Querab
stützung durch die Schrägführung 70 dieser entlang in Richtung
der Ventilgliedkammer 28 verlagert wird. Die Schwenkwege sind
dabei minimal, sie liegen in der Regel im Bereich weniger Zehn
tel Millimeter.
Bei entsprechender Stellung des Ventilgliedes 7 steht die zuge
ordnete Ventilgliedkammer 28 unter Innendruck des Betätigungs
fluides. Um dessen Entweichen über den Gehäusekanal 56 zu ver
hindern, ist in letzterem ein den frei endenden ersten Armab
schnitt 67 umschließender Dichtring 75 angeordnet. Er arbeitet
zweckmäßigerweise mit einer zylindrischen Partie des ersten
Armabschnittes 67 zusammen, vorzugsweise mit der Betätigungs
partie 55. Der Dichtring 75 kann bei entsprechender Auslegung
die Schrägführung 70 bilden.
Es empfiehlt sich, den Betätigungsschieber 45 zumindest im Be
reich des Betätigungsarmes 63 ebenfalls an der Außenseite abzu
stützen, was beispielsgemäß über ein zweite Führungseinrichtung
76 erfolgt, die vergleichbar der ersten Führungseinrichtung 54
aufgebaut ist. Sie verhindert, daß der Betätigungsarm 63 beim
Niederdrücken des ersten Betätigungsschiebers 45 nach außen
ausknickt und bildet somit eine wirksame Unterstützung für die
gewünschte Verlagerung des ersten Armabschnittes 67 nach innen.
Es kann zweckmäßig sein, eine weitere Biegemöglichkeit zwischen
den beiden Armabschnitten 67, 68 vorzusehen. Beispielsgemäß ist
dies der Fall, indem der Abwinkelungsbereich 69 als Biegegelenk
ausgebildet ist. Realisiert wird dies hier durch eine Material
schwächung 73 im Beugebereich zwischen den beiden Armabschnit
ten 67, 68.
Wie schon erwähnt, kann der Übergang zwischen der geführten
Schieberpartie 53 und dem zweiten Armabschnitt 68 fließend
sein. Letzterer kann beispielsweise bereits unmittelbar im An
schluß an die erste Führungseinrichtung 54 beginnen.
Die erwähnte Anschlagzunge 58 kann an der geführten Schieber
partie 53 oder, wie vorliegend, an dem zweiten Armabschnitt 68
vorgesehen sein, von dem aus sie sich schräg nach innen zum Ge
häuse hin und gleichzeitig nach oben erstreckt, wobei sie mit
ihrem freien Ende in den von einer Nut gebildeten Freiraum 66
eingreift. Die obere Begrenzung dieses Freiraumes 66 bildet die
den Schieberweg begrenzende Stufe 62.
Die Anschlagzunge 58 ist bezüglich des sie tragenden Schieber
abschnittes federelastisch auslenkbar ausgebildet. Bei Kraft
einwirkung von innen her läßt sie sich in eine fensterartige
Ausnehmung 76 des Betätigungsschiebers 45 hineindrücken. Dies
erleichtert die Schiebermontage, indem die Anschlagzunge 58
beim Einstecken des Betätigungsschiebers in die Ausnehmung 76
ausweichen und bei Erreichen des Freiraumes 66 in diesen zu
rückfedern kann.
Bei dem dem oberen Ventilglied 7′ zugeordneten zweiten Betäti
gungsschieber 46 liegt die Biegezone 64 erheblich unterhalb der
oberen Ventilkammer 28′. Er befindet sich beispielsgemäß in
etwa im Höhenbereich der unteren Ventilgliedkammer 28. Die ge
führte Schieberpartie 53 erstreckt sich also verhältnismäßig
weit nach unten und ist beim Ausführungsbeispiel im unteren Be
reich ebenfalls durch eine zweite Führungseinrichtung 76 in ih
rer Linearbewegung geführt.
Zwischen der oben liegenden Beaufschlagungspartie 51 und der
Biegezone 64 verfügt die geführte Schieberpartie 53 über eine
Durchbrechung 78. In dieser verläuft der sich an die Biegezone
64 anschließende leistenförmige zweite Armabschnitt 68′ des Be
tätigungsarmes 63′. Der zweite Armabschnitt 68′ erstreckt sich
also in der Durchbrechung 78 nach oben, wobei er seitlich von
stegartigen Längspartien der Schieberpartie 53 umrahmt ist. Er
endet oben in einem Abwinkelungsbereich 69′, der höher liegt
als die Längsachse 13 des zugeordneten Ventilgliedes 7′. Er be
findet sich in etwa auf Höhe der äußeren Mündung des zugeordne
ten Gehäusekanals 56′. An dem Abwinkelungsbereich 69′ schließt
sich ein erster Armabschnitt 67′ des Betätigungsarmes 63′ an,
der wie schon der erste Armabschnitt 67 des ersten Betätigungs
schiebers 45 schräg nach unten und innen in Richtung der zuge
ordneten Ventilgliedkammer 28′ verläuft. Der erste Armabschnitt
67′ ist also praktisch hakenartig zurückgebogen und schließt
mit dem zweiten Armabschnitt 68′ einen spitzen Winkel ein, bei
spielsweise im Bereich von 45°. Die Ausgestaltung des Gehäuse
kanals 56′ als Schrägführung 70 einschließlich der Anordnung
eines Dichtringes 75 entspricht der Ausgestaltung bei dem er
sten Betätigungsschieber 45.
Wird der zweite Betätigungsschieber 46 nach unten gedrückt, so
wirkt der erste Armabschnitt 67′ mit der Schrägführung 70 zu
sammen und wird entlang der Schrägrichtung 74 des Gehäusekanals
56′ in Richtung zu dem Ventilglied 7′ gezwungen, wobei die bie
geelastische Aufhängung des Betätigungsarmes 63′ die erforder
liche relative Querbewegung 65 bezüglich der geführten Schie
berpartie 53 ermöglichte.
Auch der zweite Betätigungsschieber 46 verfügt über eine feder
elastisch verformbare Anschlagzunge 58, die hier im Bereich der
Biegezone 64 angeformt ist und in entsprechender Weise wie oben
beschrieben in eine von der Stufe 62 begrenzte Gehäusenut 79
eingreift.
Claims (14)
1. Steuereinrichtung für ein Mehrwegeventil, mit einem eine
Höhenrichtung (14) aufweisenden Gehäuse (10), das zur Aufnahme
zweier nebeneinander angeordneter Elektromagneten (15, 15′) ge
eignet ist, die jeweils eine Spule (16) aufweisen, wobei die
Spulen (16) parallelachsig derart angeordnet sind, daß sie mit
einander zugewandten Abschnitten (22) ihrer äußeren Mantelflä
chen in Gehäusehöhenrichtung (14) übereinanderliegen, und wobei
jeder Spule (16) ein zu betätigendes, in Spulenlängsrichtung
(18, 18′) verstellbares Ventilglied (7, 7′) zugeordnet ist, das
mit einem Ventilsitz (8) zusammenarbeitet, und mit einer Hand
betätigungseinrichtung (32), die für jedes Ventilglied (7, 7′)
einen zu dessen manueller Betätigung dienenden Betätigungs
schieber (45, 46) aufweist, der sich ausgehend von einer im Be
reich der Gehäuseoberseite (49) befindlichen Beaufschlagungs
partie (51) mit einer am Gehäuse (10) in dessen Höhenrichtung (14)
längsverschieblich geführten Schieberpartie (53) in Ge
häusehöhenrichtung (14) nach unten erstreckt und eine im Be
reich des zugeordneten Ventilgliedes (7, 7′) angeordnete Betä
tigungspartie (55) aufweist, die beim in Gehäusehöhenrichtung
(14) erfolgenden Verschieben des Betätigungsschiebers (45, 46)
auf das zugeordnete Ventilglied (7, 7′) einwirkt, wobei zumin
dest der für die Betätigung des der unteren Spule (16) zugeord
neten unteren Ventilgliedes (7) vorgesehene erste Betätigungs
schieber (45) seitlich am oberen Ventilglied (7′) vorbeiläuft,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Betätigungsschieber
(45, 46) einen die zugeordnete Betätigungspartie (55) tragenden
Betätigungsarm (63, 63′) aufweist, der über wenigstens eine
eine Querbewegung (65) bezüglich des Gehäuses (10) ermögli
chende Biegezone (64) elastisch biegbar mit der geführten
Schieberpartie (53) verbunden ist, und daß der Betätigungsarm
(63, 63′) einen zu seiner Betätigungspartie (55) hin abgewin
kelten Verlauf besitzt, wobei der Abwinkelungsbereich (69, 69′)
höher als die Längsachse (18, 18′) des zugeordneten Ventil
gliedes liegt und der sich an den Abwinkelungsbereich (69, 69′)
anschließende, mit der Betätigungspartie (55) versehene frei
endende erste Armabschnitt (67, 67′) schräg nach innen und zu
gleich nach unten in Richtung des zugeordneten Ventilgliedes
(7, 7′) verläuft und mit einer gehäusefesten Schrägführung (70)
zusammenarbeitet.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrägführung (70) von einem schrägen Gehäusekanal (56,
56′) gebildet ist, in den der frei endende erste Armabschnitt (67, 67′)
des Betätigungsarmes (63, 63′) zumindest mit seiner
Betätigungspartie (55) eingreift.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in den die Schrägführung (70) bildenden Gehäusekanal (56,
56′) ein den frei endenden ersten Armabschnitt (67, 67′) des
Betätigungsarmes (63, 63′) umschließender Dichtring (75) ange
ordnet ist.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Abwinkelungsbereich (69, 69′) als
Biegegelenk ausgebildet ist, zweckmäßigerweise durch eine vor
genommene Materialschwächung (73).
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschieber (45, 45′)
federbelastet in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist, die
durch das Zusammenwirken einer schräg nach innen und zugleich
nach oben ragenden Anschlagzunge (58) mit einer Gehäusestufe
(62) vorgegeben ist.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlagzunge (58) federnd ausgebildet ist, derart, daß
sie quer zur Verschieberichtung (14) des Betätigungsschiebers
(45, 46) elastisch rückfedernd auslenkbar ist.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Betätigungsschieber
(45) die Biegezone (64) und zweckmäßigerweise der gesamte sich
daran anschließende Betätigungsarm (63) oberhalb der Längsachse
(18′) des unteren Ventilgliedes (7) angeordnet ist.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß bei dem zweiten Betätigungsschieber
(46) die Biegezone (64) unterhalb der Längsachse (18) des obe
ren Ventilgliedes (7′) angeordnet ist, von wo aus der zweite
Armabschnitt (68′) des Betätigungsarmes (63′) nach oben zu dem
Abwinkelungsbereich (69′) ragt.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Betätigungsschieber
(45, 46) an der seitlichen Außenfläche (47, 47′) des Gehäuses
(10) angeordnet und zweckmäßigerweise zumindest teilweise in
einer Oberflächennut (48) aufgenommen ist.
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Spulenlängsachsen (18, 18′), in
einer gemeinsamen in Gehäusehöhenrichtung (14) ausgerichteten
Ebene (27) verlaufen.
11. Steuereinrichtung für ein Mehrwegeventil, mit zwei in ei
nem Gehäuse (10) nebeneinander angeordneten Elektromagneten
(15, 15′), denen jeweils ein zu betätigendes Ventilglied (7,
7′) zugeordnet ist, wobei jeder Elektromagnet (15, 15′) eine
Spule (16) aufweist, und die Spulen (16) parallelachsig derart
mit Abstand zueinander angeordnet sind,. daß Abschnitte (22) ih
rer äußeren Mantelflächen einander zugewandt sind und ein Zwi
schenbereich (23) zwischen den Spulen (16) vorliegt, und mit
einer in der nahen Umgebung der Spulen (16) angeordneten Joch
einrichtung (34) zur Leitung der Magnetfelder beider Spulen
(16), die als einzigen in dem die äußeren Mantelflächen der
Spulen (16) umgebenden Bereich angeordneten Bestandteil ein in
dem Zwischenbereich (23) angeordnetes Jochteil (36) aufweist,
das beiden Spulen (16) gemeinsam zugeordnet ist und von Feldli
nien der Magnetfelder beider Spulen (16) längs durchsetzbar
ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das beiden Spulen (16) gemeinsam zugeord
nete Jochteil (36) von wenigstens einer das Gehäuse (10) durch
setzenden, parallel zu den Spulenlängsachsen (18, 18′) verlau
fenden Befestigungsschraube (9) der Steuereinrichtung (3) ge
bildet ist.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß das Jochteil (36) von einer einzigen, insbesondere
zentral angeordneten Befestigungsschraube (9) gebildet ist.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Längsachse (37) der Befestigungsschraube (9) in
einer gemeinsamen Ebene (27) mit den Spulenlängsachsen (18,
(18′) verläuft.
14. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen (16) an wenigstens
einer und vorzugsweise an beiden Stirnseiten von einer gemein
samen, insbesondere plattenförmigen Jochpartie (35) flankiert
sind, die von der mindestens einen, als Jochteil (36) fugieren
den Befestigungsschraube (9) durchsetzt sind.
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