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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilführungsstruktur
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.
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Bisher
wurden Ventilführungsstrukturen
bei Druckfluidsteuervorrichtungen, wie Druckreduziervenilen oder
dergleichen eingesetzt. Ein Druckreduzierventil 10 mit
einer solchen Ventilführungsstruktur
ist in 13 dargestellt. Das Druckreduzierventil 10 weist
einen Grundkörper 18 mit
einer darin ausgebildeten ersten Seitenöffnung 12 und einer
zweiten Seitenöffnung 14,
eine an einem oberen Abschnitt des Grundkörpers 18 befestigte
Kappe 22 und einen Handgriff 24 auf, der um eine
Achse drehbar an einem oberen Abschnitt der Kappe 22 gehalten
ist.
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Eine
Aussparung 26 ist in einem unteren Abschnitt des Grundkörpers 18 ausgebildet,
wobei eine umlaufende Nut 27 in einer die Aussparung 26 begrenzenden
Wand ausgebildet ist. Ein Ventilführungskörper 30 ist aus Kunstharz
geformt, um den Reibungswiderstand des Ventilkörpers 34, der gleitend
in einen Hohlraum 32 des Ventilführungskörpers 30 eingesetzt
ist, zu verringern und um ein Festkleben des Ventilkörpers 34 zu
verhindern. Eine Vielzahl von Haken 38, die voneinander
durch eine Vielzahl von Schlitzen 35 getrennt sind, ist
in dem Ventilführungskörper 30 ausgebildet,
wobei der Ventilführungskörper 30 durch
Eingreifen der Haken 38 in eine in der Wand geformte Nut 27 an
einem Herausfallen aus der Aussparung 26 gehindert wird.
Der Ventilkörper 34 wird über eine
Spulenfeder 36 getragen. Ein stangenförmiger Stab 40 ist
an einem oberen Mittelabschnitt des Ventilkörpers 34 befestigt,
wobei ein Ende des Stabes 40 einen nach oben konisch reduzierten
Durchmesser aufweist.
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Eine
Kammer 42, durch die sich der Stab 40 erstreckt
und die mit der zweiten Seitenöffnung 14 in Verbindung
steht, ist in dem Grundkörper 18 ausgebildet.
Ein Sitz 44, der an einer oberen Fläche des Ventilkörpers 34 anliegen
kann, ist in einem unteren Abschnitt einer im wesentlichen zylindrisch
geformten Wand der Kammer 42 ausgebildet.
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Ein
Diaphragma (Membran) 46 erstreckt sich zwischen dem Grundkörper 18 und
der Kappe 22, wobei durch das Diaphragma 46 und
eine Aussparung in dem Grundkörper 18 eine
Diaphragmakammer 48 gebildet wird. Ein Diaphragmapreßelement 52 ist
mittig auf dem Diaphragma 46 angeordnet, wobei in der Mitte
des Diaphragmapreßelementes 52 eine
Durchgangsöffnung 56 ausgebildet
ist. Ein sich radial nach unten erstreckender Konus 58 wird
durch eine Wand der Durchgangsöffnung 56 gebildet,
wobei ein Ende des Stabes 40 gegen die Innenseite des Konus 58 anliegt
und die Durchgangsöffnung 56 versperrt.
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Auf
dem Diaphragma 56 ist an dem Diaphragmapreßelement 52 ein
Sitz 54 angeordnet, auf dem eine Druckeinstellfeder 60 aufsitzt,
wobei das andere Ende der Druckeinstellfeder 60 mit einer Druckeinstellmutter 62 in
Eingriff steht. Die Druckeinstellmutter 62 ist auf eine
an dem Handgriff 24 befestigte Druckeinstellschraube 64 aufgeschraubt,
so daß beim
Drehen des Handgriffs 24 die Druckeinstellmutter 62 in
Richtung der Pfeile A und B verschoben wird.
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Außerdem steht
bei einer anderen herkömmlichen
Ventilführungsstruktur 80,
wie sie in 14 dargestellt ist, eine Öffnung 82 mit
großem
Durchmesser mit einem unteren Abschnitt einer Aussparung 26 eines
Ventilkörpers 18 in
Verbindung, wobei eine Vielzahl von Vorsprüngen 84 entlang einer Wand
der Aussparung 82 ausgebildet ist. An einer äußeren Umfangsfläche des
Ventilführungskörpers 86 sind
Vorsprünge 88 ausgebildet,
die mit den Vorsprüngen 84 in
Eingriff bringbar sind, wobei im Anschluß an ein Einsetzen des Ventilführungskörpers 86 in
die Öffnung 26 derart,
daß die
Vorsprünge 88 nicht
an den Vorsprüngen 84 der
Aussparung 82 anliegen, der Ventilführungskörper 86 um einen festgelegten
Winkel in Umfangsrichtung gedreht wird, so daß die Vorsprünge 88 des
Ventilführungskörpers 86 und
die Vorsprünge 84 der Öffnung 82 aneinander angreifen,
um ein Herausfallen des Ventilführungskörpers 86 zu
verhindern.
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Außerdem wird
eine weitere herkömmliche Ventilführungsstruktur 90,
wie sie in 15 dargestellt ist, durch eine
Nut 92 gebildet, die eine durch eine Aussparung 26 eines
Ventilgrundkörpers 18 gebildete
Wand umgibt, wobei durch Eingriff eines C-förmigen Stoppringes 94 in
die Nut 92 ein Herausfallen des Ventilführungskörpers 96 verhindert
wird.
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Bei
den herkömmlichen
Ventilführungsstrukturen 28, 80 und 90 besteht
jedoch die Befürchtung, daß bei Ausüben eines
Druckes eines unter Druck stehenden Fluides auf die Ventilführungsstrukturen 28, 80, 90 eine
entsprechende Kraft auf den Ventilführungskörpern 30, 86, 96 konzentriert
wird, so daß eine
Beschädigung
der aus Kunstharz hergestellten Ventilführungskörper 30, 86, 96 erfolgen
kann.
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Außerdem besteht
die Befürchtung
einer Verschlechterung von mit der Zeit an den Ventilführungskörpern 30, 86, 96 auftretenden Änderungen, was
dazu führt,
daß eine
Beschädigung
der Ventilführungskörper 30, 86, 96 aufgrund
ihrer Verwendung über
eine längere
Zeitdauer leicht auftreten kann.
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Schließlich besteht
trotz der Tatsache, daß die
Befestigung der Ventilführungsstrukturen 28, 80, 90 einfach
ist, die Befürchtung,
daß die
Ventilführungskörper 30, 86, 96 unerwartet
verschoben werden, weil sie locker werden oder dergleichen.
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Aus
der gattungsgemäßen
DE 30 26 250 C2 ist
ein Gehäuseeinsatz
für Gehäuse von
druckluftbetätigten
Ventilen bekannt. Der Einsatz, der gleichzeitig als Führung für ein Ventilelement
dient, ist in das Gehäuse
eingesetzt und wird darin durch ein Entlüftungsstück gehalten, wobei der Einsatz
und das Entlüftungsstück lösbar an
dem Einsatz halten. Die Kombination der Elemente scheint in dem
Gehäuse
durch einen C-förmigen
Haltering in ähnlicher
Weise gehalten zu werden wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
Das Einsatzstück
besteht aus Aluminium, während
das Entlüftungsstück aus Kunststoff
besteht. Dementsprechend treten im Wesentlichen die gleichen Probleme
auf, wie sie mit Bezug auf den Stand der Technik gemäß den
13 bis
15 erläutert wurden.
Insbesondere können
Kräfte,
die auf das Einsatzstück
und das das Einsatzstück
haltende Entlüftungsstück aus Kunststoff
wirken, die Gesamtstruktur beschädigen.
Außerdem
ist hier ebenfalls ein zusätzliches
Element, nämlich
der Haltering erforderlich, um das Ventilführungselement und das Entlüftungsstück in dem
Gehäusekörper zu
halten.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Beschädigungen
des Ventilführungskörpers durch
den Druck des Druckfluides zu vermeiden und den Ventilführungskörper zuverlässig in
der Druckfluidvorrichtung zu halten.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs
1 oder 2 gelöst.
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Ein
Abdeckelement nimmt die von einem unter Druck stehenden Fluid auf
den Ventilführungskörper ausgeübten Kräfte auf.
Die Ventilführungsstruktur weist
erste zusammenpassende Vorsprünge
auf, die entlang einer durch eine Einsetzöffnung des Ventilführungskörpers gebildete
Wand ausgebildet sind, wobei durch Angriff zweiter zusammenpassender Vorsprünge, die
an einem Abdeckelement ausgebildet sind, an den ersten zusammenpassenden
Vorsprüngen
ein Herabfallen des Abdeckelementes verhindert wird.
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Alternativ
ist eine Ventilführungsstruktur
vorgesehen, bei der durch Eingriff eines an einem Ende des Ventilführungskörpers vorgesehenen
Vorsprungs in eine in dem Abdeckelement ausgebildete Öffnung oder
Aussparung eine Drehung des Abdeckelementes verhindert wird, so
daß jegliche Gefahr
einer unerwünschten
Entfernung des Abdeckelementes von der Druckfluidvorrichtung ausgeräumt werden
kann.
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Schließlich ist
Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Ventilführungsstruktur,
bei der durch Einsetzen von an dem Abdeckelement ausgebildeten gekrümmten Elementen
in Lücken,
die zwischen einer Vielzahl einander benachbarter erster zusammenpassender
Vorsprünge
ausgebildet sind, eine Drehung des Abdeckelementes verhindert wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung.
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Es
zeigen:
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1 einen
vertikalen Schnitt durch ein Druckreduzierventil mit einer Ventilführungsstruktur gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Ventilführungsstruktur
gemäß 1,
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3 eine
Ansicht von unten eines bei dem Druckreduzierventil gemäß 1 verwendeten Grundkörpers,
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4 eine
Ansicht von unten eines bei dem Druckreduzierventil gemäß 1 verwendeten
Ventilführungskörpers,
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5 eine
Ansicht von unten eines bei dem Druckreduzierventil gemäß 1 verwendeten
Abdeckelementes,
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6 einen
teilweisen vergrößerten Schnitt durch
ein Druckreduzierventil mit einer Ventilführungsstruktur gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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7 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Ventilführungsstruktur
gemäß 6,
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8 einen
Schnitt durch ein elektromagnetisches Ventil mit einer Ventilführungsstruktur
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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9 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Ventilführungsstruktur
gemäß 8,
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10 eine
Ansicht von unten eines bei dem elektromagnetischen Ventil gemäß 8 verwendeten
Grundkörpers,
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11 eine
Ansicht von unten eines bei dem elektromagnetischen Ventil gemäß 8 verwendeten
Ventilführungskörpers,
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12 eine
Ansicht von unten eines bei dem elektromagnetischen Ventil gemäß 8 verwendeten
Abdeckelementes,
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13 einen
Schnitt durch ein Druckreduzierventil mit einer herkömmlichen
Ventilführung,
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14 eine
teilweise vergrößerte perspektivische
Explosionsdarstellung eines Druckreduzierventiles mit einer anderen
herkömmlichen
Ventilführung,
und
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15 einen
teilweisen vergrößerten Schnitt durch
ein Druckreduzierventil mit einer weiteren herkömmlichen Ventilführung.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 100 ein Druckreduzierventil mit einer
Ventilführung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein derartiges Druckreduzierventil 100 weist
einen Hauptventilkörper 106,
in dem eine erste Seitenöffnung 102 und
eine zweite Seitenöffnung 104 ausgebildet
sind, eine auf einem oberen Abschnitt des Hauptventilkörpers 106 aufgesetzte
Kappe 108 und einen Handgriff 110 auf, der axial
drehbar auf einem oberen Abschnitt der Kappe 108 gehalten ist.
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Eine
Kammer 112 steht mit der zweiten Seitenöffnung 104 in Verbindung
und ist im Inneren des Grundkörpers 106 ausgebildet.
An einem unteren Abschnitt einer im wesentlichen zylindrischen Wand der
Kammer 112 ist ein Sitz 114 ausgebildet.
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In
einem unteren Abschnitt des Grundkörpers 106 ist eine
mit der Kammer 112 unterhalb des Sitzes 114 in
Verbindung stehende Aussparung 116 vorgesehen, wobei ein
unterer Abschnitt der Aussparung 116, wie in 2 dargestellt,
mit einer Aussparung 118 mit vergrößertem Durchmesser in Verbindung
steht. Wie sich aus den 2 und 3 ergibt, ist
eine Vielzahl von Nuten 120a bis 120d in Axialrichtung
der die Aussparung 116 festlegenden Wand ausgebildet, wobei
die andere Aussparung 118 mit einem unteren Abschnitt der
Nuten 120a bis 120d in Verbindung steht. Außerdem ist
eine Vielzahl von ersten Vorsprüngen 122a bis 122d in
Umfangsrichtung der die Aussparung 118 festlegenden Wand ausgebildet,
wobei die ersten Vorsprünge 122a bis 122d zueinander
jeweils um 90° versetzt
angeordnet sind.
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Eine
Ventilführungsstruktur 123 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ist innerhalb der Aussparung 116 vorgesehen, in der außerdem ein
Ventilführungskörper 124 aus
einem Kunstharzmaterial eingesetzt ist. In dem Ventilführungskörper 124 ist
ein Hohlraum 125 ausgebildet (vgl. 1). Ein
O-Ring ist an dem äußeren Umfang
des Ventilführungskörpers 124 angeordnet,
wobei der O-Ring dazu dient, eine Leckage von unter Druck stehendem
Fluid zu verhindern. Wie in den 2 und 4 dargestellt ist,
ist an dem äußeren Umfang
des Ventilkörpers 124 in
dessen Axialrichtung eine Vielzahl von Vorsprüngen 132a bis 132d,
die mit den Nuten 120a bis 120d in Eingriff treten
können,
um jeweils 90° zueinander
versetzt ausgebildet. Außerdem
sind an einem unteren Ende des Ventilführungskörpers 124 Vorsprünge 133a, 133b ausgebildet
(vgl. 4).
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In
die Aussparung 118 ist ein Abdeckelement 134,
das einen Teil der Ventilführungsstruktur
bildet und aus einem metallischen Material geformt ist, eingesetzt.
Eine Vielzahl von zweiten Vorsprüngen 136a bis 136d,
die zueinander um jeweils 90° versetzt sind,
ist an einem äußeren Umfang
des Abdeckelementes 134 ausgebildet, wobei die zweiten
Vorsprünge 136a bis 136d mit
den ersten Vorsprüngen 122a bis 122d in
der Aussparung 118 in Eingriff treten und dadurch ein Herausfallen
des Abdeckelementes 134 verhindern. Eine Vielzahl von Öffnungen 137a bis 137d,
die mit den Vorsprüngen 133a, 133b in
Eingriff bringbar sind, ist an dem Abdeckelement 134 ausgebildet.
An dem Abdeckelement 134 können an Stelle der Öffnungen 137a bis 137d auch Hohlräume 137a bis 137d (d.
h. nicht durchgehende Aussparungen oder Blindlöcher) vorgesehen sein, die
mit den Vorsprüngen 133a, 133b in
Eingriff bringbar sind.
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Wie
in 1 dargestellt ist, ist ein Ventilkörper 138 gleitend
in den Hohlraum 126 des Ventilführungskörpers 124 eingesetzt.
Der Ventilkörper 138 wird
durch einen rohrförmigen
Zylinder 140 gebildet, wobei ein Ventilgrundkörper 142 einstückig an
der Spitze des Zylinders 140 ausgebildet ist. Ein Ende
einer Spulenfeder 144 sitzt auf einer unteren Fläche des
Ventilgrundkörpers 142 auf,
während
das andere Ende der Spulenfeder 144 an einem Bodenabschnitt des
Hohlraums 126 aufsitzt. Als Folge hiervon wird der Ventilkörper 138 normalerweise
durch die Spulenfeder 144 in Richtung des Pfeiles B vorgespannt. Auf
einem oberen Abschnitt des Ventilgrundkörpers 142 ist ein
Dichtungselement 148, das ringförmig ausgebildet ist und ein
elastomeres Material, wie Gummi, aufweist, angeordnet. Die Dichtung 148 kann
an dem Sitz 114 anliegen. Ein Ende eines stangenförmigen Stabes 140 ist
mittig an dem Ventilgrundkörper 142 befestigt,
wobei ein Konus 152 mit nach oben reduziertem Durchmesser
an dem anderen Ende des Stabes 150 ausgebildet ist.
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Ein
Diaphragma 154 erstreckt sich zwischem dem Grundkörper 106 und
der Kappe 108, wobei eine Diaphragmakammer 156 durch
das Diaphragma 154 und einen Hohlraum des Grundkörpers 106 gebildet
wird. Die Diaphragmakammer 156 steht mit der zweiten Seitenöffnung 104 durch
einen Durchgang 158 in Verbindung. Ein erstes Diaphragmapreßelement 160 und
ein zweites Diaphragmapreßelement 162 zum
Halten des Diaphragmas 154 sind mittig an oberen bzw. unteren
Flächen
des Diaphragmas 154 angeordnet.
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Ein
zylindrisches Element 164, das in eine mittige Öffnung des
Diaphragmas 154 eingesetzt ist und von einem oberen Abschnitt des
Diaphragmas vorsteht, ist zusammen mit einem Flansch 166 mit größerem Durchmesser,
der sich von einem unteren Ende des zylindrischen Elements 154 erstreckt
und an der Bodenfläche
des Diaphragmas 154 angreift, einstückig an dem ersten Diaphragmapreßelement 160,
das die Bodenfläche
des Diaphragmas 154 trägt,
ausgebildet. Ein Konus 170, dessen Durchmesser sich nach
unten vergrößert, wird
durch eine in einer Öffnung 168 des
zylindrischen Elements 164 ausgebildete Wand gebildet.
Der Konus 152 des Stabes 150 sitzt in dem Konus 170 und
blockiert dadurch die Öffnung 168.
Außerdem
ist ein Abschnitt 171 mit größerem Durchmesser an einem
oberen Teil der durch die Öffnung 168 gebildeten
Wand ausgebildet. Ein weiteres zylindrisches Element 172,
das eine Öffnung
festlegt, in welche das zylindrische Element 164 eingesetzt
ist, und ein Flansch 174, dessen Durchmesser von einem
unteren Abschnitt des zylindrischen Elements 172 expandiert,
sind einstückig
auf dem zweiten Diaphragmapreßelement 162 ausgebildet,
wobei der Flansch 174 und der Flansch 166 des ersten
Diaphragmapreßelements 160 das
Diaphragma 154 sandwichartig zwischen sich aufnehmen.
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Ein
Ende einer Druckeinstellfeder 176 sitzt auf einer oberen
Fläche
des Flansches 174 auf, während das andere Ende der Druckeinstellfeder 176 auf der
Druckeinstellmutter 178 aufsitzt. Die Druckeinstellmutter 178 ist
auf eine Druckeinstellschraube 180 aufgeschraubt, welche
an einem mittleren Abschnitt des Handgriffs 110 befestigt
ist. Durch gemeinsames Drehen des Handgriffs 110 und der Druckeinstellschraube 180 wird
die Druckeinstellmutter 178 in Richtung der Pfeile A und
B verschoben.
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Zusätzlich ist
an einer oberen Fläche
der Kappe 108 eine Entlastungsöffnung 182, durch
die unter Druck stehendes Fluid nach außen abgegeben wird, ausgebildet.
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Das
Druckreduzierventil mit der Ventilführungsstruktur gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben, aufgebaut. Nachfolgend
werden sein Betrieb und seine Funktion erläutert.
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Zunächst wird
eine nicht dargestellte Druckluftzufuhrquelle an die erste Seitenöffnung 102 angeschlossen,
und eine gewünschte
Fluiddruckvorrichtung (beispielsweise ein Zylinder) wird an die
zweite Seitenöffnung 104 angeschlossen.
Außerdem
wird der Handgriff 110 in einer festgelegten Richtung gedreht,
wodurch der Druck der der Fluiddruckvorrichtung zugeführten unter
Druck stehenden Luft eingestellt wird. Im einzelnen werden mit Bezug
auf 1 der Handgriff 110 und die Druckeinstellschraube 180 gemeinsam
gedreht, wobei bei Verschiebung der Druckeinstellmutter 178 in
Richtung des Pfeiles A die Druckeinstellfeder 176 zusammengedrückt wird,
wodurch sie auf das Diaphragma 154 drückt. Als Folge hiervon wird
der Stab 150 gemeinsam mit dem Ventilkörper 168 in Richtung
des Pfeiles A verschoben, das Dichtungselement 148 wird
um eine festgelegte Strecke von dem Sitz 114 abgehoben
und eine Verbindung zwischen der ersten Seitenöffnung 102 und der
zweiten Seitenöffnung 104 wird
hergestellt.
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Nach
Durchführung
dieser Vorbereitungsschritte wird bei Betreiben der Druckluftzufuhrquelle (nicht
dargestellt) unter Druck stehende Luft von der ersten Seitenöffnung 102 zugeführt und
fließt
zu der zweiten Seitenöffnung 104,
wobei sie durch die Kammer 112 hindurchtritt und der Fluiddruckvorrichtung zugeführt wird.
Hierbei wird ein Teil der der zweiten Seitenöffnung 104 zugeführten unter
Druck stehenden Luft durch den Durchgang 158 in die Diaphragmakammer 156 eingeführt, wodurch
eine Druckkraft erzeugt wird, die in Richtung des Pfeiles B auf
das Diaphragma 154 drückt.
Dementsprechend werden das Diaphragma 154 und der Stab 150 gemeinsam bis
zu einer Position verschoben, an der die Druckkraft und die elastische
Kraft der Druckeinstellfeder 176 einander ausgleichen,
und der Ventilkörper 138 wird
in Richtung des Pfeiles B verschoben.
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Wird
der Druck an der zweiten Seitenöffnung 104 größer als
ein festgelegter Wert, verschiebt sich der Ventilkörper 138 weiter
in Richtung des Pfeiles B und das Dichtelement 148 legt
sich an den Sitz 114 an und dichtet diesen ab, was zu einer
Unterbrechung der Verbindung zwischen der ersten Seitenöffnung 102 und
der zweiten Seitenöffnung 104 führt. Zu
dieser Zeit wird der Druck der der ersten Seitenöffnung 102 zugeführten unter
Druck stehenden Luft durch den Ventilkörper 138 auf den Ventilführungskörper 124 ausgeübt. Da der
Ventilführungskörper 124 aber
durch ein metallisches Abdeckelement 134 gestützt wird,
kann durch den Druck der Druckluft keine Beschädigung des Ventilführungskörpers 124 und/oder
des Abdeckelementes 134 auftreten.
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Nachfolgend
wird erläutert,
wie der Ventilführungskörper 124,
der die Ventilführungsstruktur 128 bildet,
und das Abdeckelement 134 in die Aussparungen 116 und 118 des
Grundkörpers 106 eingesetzt werden.
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Zunächst werden
die Spulenfeder 144 und der Ventilkörper 138 in den Hohlraum 126 des
Ventilführungskörpers 124 eingesetzt.
Hierbei ist der Stab 140 an dem Ventilkörper 128 befestigt.
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Nach
diesen Vorbereitungsschritten wird der Ventilführungskörper 124 in die Aussparung 116 eingesetzt
(vgl. 2). Zu dieser Zeit greifen die entlang des äußeren Umfangs
des Ventilführungskörpers 124 ausgebildeten
Vorsprünge 132a bis 132b gleitend
in die Nuten 120a bis 120d, wodurch eine Drehung
des Ventilführungskörpers 124 in
Umfangsrichtung relativ zu dem Grundkörper 106 verhindert
wird. Außerdem
liegt das Dichtungselement 148 des Ventilkörpers 138 an
dem Sitz 114 des Grundkörpers 106 an,
wobei die Spulenfeder 144 nach innen zusammengedrückt wird
und auf den Ventilführungskörper 124 eine
Vorspannkraft in Richtung des Pfeiles A ausübt (vgl. 1).
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Nun
wird das Abdeckelement 134 in die Aussparung 118 eingesetzt.
Zu dieser Zeit wird, wenn durch das Abdeckelement entgegen der Kraft
der elastischen Spulenfeder 144 auf den Ventilführungskörper 120 gedrückt wird,
das Abdeckelement 134 in die Aussparung 118 derart
eingesetzt, daß die
zweiten Vorsprünge 136a bis 136d nicht
an den ersten Vorsprüngen 122a bis 122d anliegen.
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Nun
wird das Abdeckelement 134 relativ zu dem Grundkörper 106 um
einen festgelegten Winkel in Umfangsrichtung gedreht, wodurch die
ersten Vorsprünge 122a bis 122d und
die zweiten Vorsprünge 136a bis 136d aneinander
angreifen. Außerdem
greifen die Vorsprünge 133a, 133b des
Ventilführungskörpers 124 in
entsprechende Paare von Aussparungen 137a bis 137d des
Abdeckelementes 134 ein (vgl. 4 und 5).
Da die Vorsprünge 132a bis 132d des
Ventilführungskörpers 124 in
die Nuten 120a bis 120d eingreifen und dadurch
eine Drehung des Ventilführungskörpers 124 in
Umfangsrichtung verhindern, wird gleichzeitig eine Drehung des Abdeckelementes 134 in
Umfangsrichtung verhindert. Somit kann kein unerwartetes Entfernen
des Abdeckelementes 134 auftreten.
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Die
Ventilführungsstruktur
gemäß der ersten Ausführungsform
hat folgende Wirkungen und Vorteile.
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Da
der Druck, der auf den in dem Druckreduzierventil als Druckfluidvorrichtung
angeordneten Ventilführungskörper 124 ausgeübt wird,
durch das metallische Abdeckelement 134 aufgenommen wird, auch
wenn der Ventilführungskörper 124 aus
einem Kunstharzmaterial besteht, oder falls aufgrund längerer Benutzung
eine Verschlechterung an dem Ventilführungskörper 124 auftritt,
besteht keine Befürchtung
einer Beschädigung
des Ventilführungskörpers 124.
Somit kann die Lebensdauer des Druckreduzierventiles 110 mit
der Ventilführungsstruktur 123 verbessert
werden.
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Da
die ersten Vorsprünge 122a bis 122d,
die in einer Wand ausgebildet sind, die die Aussparung 118,
in welche der Ventilführungskörper 124 eingesetzt
ist, bildet, und die zweiten Vorsprünge 136a bis 136d,
die in dem Abdeckelement 134 ausgebildet sind, aneinander
angreifen und dadurch ein Herausfallen des Abdeckelementes verhindern,
kann außerdem
eine Beschädigung
des Ventilführungskörpers 124 mittels
einer einfachen Struktur verhindert werden. Es ist möglich, die
steigenden Herstellungskosten des Druckreduzierventiles 100 durch
Verwendung einer derartigen Ventilführungsstruktur 123 zu kontrollieren.
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Außerdem wird
durch Eingreifen der an einem Ende des Ventilführungskörpers 124 ausgebildeten
Vorsprünge 133a, 133b in
in dem Abdeckelement 134 ausgebildete Aussparungen 137a bis 137d eine
Drehung des Abdeckelements 134 verhindert. Dadurch kann
jegliche Gefahr einer unerwünschten Entfernung
des Abdeckelements 134 von dem Druckreduzierventil 100 ausgeräumt werden.
In diesem Fall sind die Vorsprünge 132a bis 132d in
Axialrichtung des Ventilführungskörpers 124 ausgebildet, wobei
durch Eingriff der Vorsprünge 132a bis 132d in Nuten 120a bis 120d,
die in einer die Aussparung 116 bildenden Wand ausgebildet
sind, der Ventilführungskörper 124 ebenfalls
nicht rotieren kann. Da das Abdeckelement 134 sich nicht
gemeinsam mit dem Ventilführungskörper 124 dreht,
kann ein unerwünschtes
Entfernen des Abdeckelements 134 noch zuverlässiger verhindert
werden.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die 6 und 7 ein Druckreduzierventil 200 beschrieben, das
eine Ventilführungsstruktur
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
aufweist. Bei der nachfolgenden Beschreibung und in den entsprechenden
Figuren werden Elemente, die denjenigen der ersten Ausführungsform
entsprechen, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre
erneute detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Eine
Vielzahl von ersten zusammenpassenden Vorsprüngen 202a bis 202d (Vorsprung 202d ist in
den Darstellungen nicht gezeigt) sind in einer Wand ausgebildet,
die eine Aussparung 118 des Druckreduzierventils 200 bildet,
und erstrecken sich in Umfangsrichtung um die Wand, wobei sie zueinander
um 90° versetzt
sind.
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Ein
Abdeckelement 208 aus einem metallischen Material ist an
einem unteren Abschnitt des Ventilführungskörpers 206, der die
Ventilführungsstruktur 204 des
Druckreduzierventiles 200 bildet, befestigt. Eine Vielzahl
von zweiten zusammenpassenden Vorsprüngen 210a bis 210d ist
an dem Abdeckelement 208 ausgebildet, erstreckt sich in
Umfangsrichtung um dessen äußeren Umfang
und ist zueinander um jeweils 90° versetzt.
Die zweiten Vorsprünge 210a bis 210d können mit
den ersten Vorsprüngen 202a bis 202d in
Eingriff treten.
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Ein
Deckelelement 212 ist in eine untere Öffnung der Aussparung 118 eingesetzt.
Gekrümmte Abschnitte 214a bis 214d sind
senkrecht entlang einer Kante des Deckelelements 212 ausgebildet,
wobei das Deckelelement 212 durch Einsetzen der gekrümmten Abschnitte 214a bis 214d in
die die Aussparung 118 festlegende Wand die Aussparung 118 blockiert.
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Nun
wird erläutert,
wie der die Ventilführungsstruktur 204 bildende
Ventilführungskörpers 206,
das Abdeckelement 208 und das Deckelelement 212 in
die Aussparungen 116 und 118 des Grundkörpers 106 eingesetzt
werden.
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Zunächst werden
die Spulenfeder 114 und der Ventilkörper 138 in den Hohlraum 126 des
Ventilführungskörpers 206 eingesetzt.
Hierbei ist der Stab 150 an dem Ventilkörper 138 befestigt.
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Nach
Durchführung
dieser Vorbereitungsschritte wird die Ventilführungsstruktur 204 in
die Aussparung 116 eingesetzt. Zu dieser Zeit liegen die zweiten
Vorsprünge 210a bis 210d des
Abdeckelements 208 nicht an den ersten Vorsprüngen 202a bis 202d an.
Beispielsweise tritt der zweite Vorsprung 210a durch eine
Lücke zwischen
den ersten Vorsprüngen 202a und 202b hindurch,
wenn das Abdeckelement 208 in die Aussparung 118 eingesetzt wird.
Mit den anderen ersten Vorsprüngen 202b bis 202d wird
entsprechend verfahren.
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Nun
wird das Abdeckelement 208 um einen festgelegten Winkel
in seiner Umfangsrichtung gedreht, wodurch die ersten Vorsprünge 202a bis 202d und
die zweiten Vorsprünge 210a bis 210d aneinander
angreifen und dadurch ein Herausfallen des Abdeckelementes 208 aus
der Aussparung 118 verhindern.
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Nun
wird das Deckelelement 212 in die Aussparung 118 eingesetzt.
Hierbei werden die gekrümmten
Abschnitte 214a bis 214d zwischen benachbarte
erste Vorsprünge 202a bis 202d eingesetzt.
Als Folge hiervon schlagen bei einer Drehung des Abdeckelements 208 die
zweiten Vorsprünge 210a bis 210d an
den gekrümmten
Abschnitten 214a bis 214d an, so daß sich das
Abdeckelement 208 nicht weiter drehen kann. Hierdurch kann
eine unerwünschte
Entfernung der Ventilführungsstruktur 204 verhindert
werden.
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Wenn
ein unter Druck stehendes Fluid dem Druckreduzierventil 200 zugeführt und
der Druck des unter Druck stehenden Fluids auf den Ventilführungskörper 206 ausgeübt wird,
besteht keine Gefahr einer Beschädigung
des Ventilführungskörpers 206 durch das
unter Druck stehende Fluid, weil der auf den Ventilführungskörper 206 ausgeübte Druck
von dem metallischen Abdeckelement 208 aufgenommen wird.
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Bei
der Ventilführungsstruktur
gemäß der zweiten
Ausführungsform
besteht ähnlich
wie bei der ersten Ausführungsform
keine Gefahr einer Beschädigung
des aus einem Kunstharzmaterial hergestellten Ventilführungskörpers 206,
weil der auf den Ventilführungskörper 206 ausgeübte Druck
durch das metallische Abdeckelement 208 aufgenommen wird. Hierdurch
wird die Lebensdauer des die Ventilführungsstruktur 204 verwendenden
Druckreduzierventils 200 erhöht.
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Außerdem stehen
die ersten Vorsprünge 202a bis 202d mit
den zweiten Vorsprüngen 210a bis 210d in
Eingriff, wodurch ein Herausfallen des Abdeckelementes 208 aus
der Aussparung 118 verhindert wird. Somit kann bei Verwendung
eines einfachen Aufbaus eine Beschädigung des Ventilführungskörpers 206 verhindert
werden, und die steigenden Herstellungskosten des Druckreduzierventils 200 können kontrolliert
werden.
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Schließlich sind
in einem Zustand, in welchem die ersten Vorsprünge 202a bis 202d mit
den zweiten Vorsprüngen 210a bis 210d in
Eingriff stehen, die gekrümmten
Abschnitte 214a bis 214d des Deckelelementes 212 in
Lücken
zwischen benachbarten ersten Vorsprüngen 202a bis 202d eingesetzt, so
daß eine
Drehung des Abdeckelementes 208 verhindert wird. Somit
kann das Abdeckelement 208 nicht versehentlich entfernt
werden und das Druckreduzierventil 200 beschädigen.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf 8 eine dritte Ausführungsform
beschrieben.
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In 8 bezeichnet
das Bezugszeichen 300 ein elektromagnetisches Ventil mit
einer Ventilführungsstruktur 316 gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das elektromagnetische Ventil 300 weist
einen Grundkörper 308 auf,
in dem eine erste Öffnung 302,
eine zweite Öffnung 304 und
eine dritte Öffnung 306 ausgebildet
sind. Eine Aussparung 316 ist mittig in dem Grundkörper 308 ausgebildet,
wobei die erste Öffnung 302,
die zweite Öffnung 304 und
die dritte Öffnung 306 mit
der Aussparung 310 in Verbindung stehen. Eine Aussparung 312 mit
größerem Durchmesser
steht mit der Aussparung 310 in Verbindung, wobei, wie
in den 9 und 10 dargestellt ist, eine Vielzahl
von Nuten 309a bis 309d in Axialrichtung der Aussparung 310 ausgebildet
ist. Bodenabschnitte der Nuten 309a bis 309d stehen
mit der Aussparung 312 in Verbindung. Eine Vielzahl erster
zusammenpassender Vorsprünge 314a bis 314d ist
in Umfangsrichtung einer die Aussparung 312 bildenden Wand
ausgebildet, wobei die Vorsprünge 314a bis 314d jeweils
um 90° zueinander
versetzt sind.
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Der
Ventilführungskörper 318,
der die Ventilführungsstruktur 316 gemäß dieser
Ausführungsform bildet,
ist in die Aussparung 310 eingesetzt. Ein O-Ring 320 ist
an einem äußeren Umfang
des Ventilführungskörpers 318 angeordnet
und dient der Verhinderung einer Leckage von unter Druck stehendem Fluid.
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Eine
Vielzahl von Vorsprüngen 321a bis 321d,
die in die Nuten 309a bis 309d eingreifen können, ist
ebenfalls an dem äußeren Umfang
des Ventilführungskörpers 318 vorgesehen.
Die Vorsprünge erstrecken
sich in Axialrichtung des Ventilführungskörpers 318 und sind
zueinander um jeweils 90° versetzt.
Ein Hohlraum 322 ist in dem Ventilführungskörper 318 ausgebildet,
wie es in 8 dargestellt ist. Durch eine
Stufe 324 am Boden des Hohlraums 320 wird ein
weiterer Hohlraum 325 gebildet. Außerdem ist an einem unteren
Abschnitt des Ventilführungskörpers 318 eine
Ausstülpung
(Protuberanz) 326 ausgebildet, wobei, wie in 11 gezeigt
ist, eine Vielzahl von Vorsprüngen 328a bis 328d an
der Ausstülpung 326 vorgesehen
ist.
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Ein
Abdeckelement 330 greift an einem unteren Abschnitt des
Ventilführungskörpers 318 an.
Eine Vielzahl zweiter zusammenpassender Vorsprünge 332a bis 332d,
die mit den ersten Vorsprüngen 314a bis 314d in
Eingriff treten können,
sind an einem äußeren Umfang
des Abdeckelementes 330 jeweils um 90° zueinander versetzt ausgebildet.
Ein Hohlraum 334, der an der Ausstülpung 326 des Ventilführungskörpers 318 angreift,
ist an einem unteren Abschnitt des Abdeckelementes 330 ausgebildet,
wobei, wie in den 9 und 12 gezeigt
ist, eine Vielzahl von Öffnungen 336a bis 336d,
die mit den Vorsprüngen 328a bis 328d in
Eingriff treten können,
am Boden des Hohlraums 334 ausgebildet ist. Es ist auch
möglich,
an dem Abdeckelement 330 an Stelle der Öffnungen 336a bis 336d Hohlräume 336a bis 336d (d. h.
nicht durchgehende Aussparungen oder Blindlöcher) vorzusehen, die mit den
Vorsprüngen 328a bis 328d in
Eingriff treten können.
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An
einer die Aussparung 310 bildenden Wand, ist, wie in 8 dargestellt
ist, eine Nut 338 ausgebildet, die mit der zweiten Öffnung 304 in
Verbindung steht. Außerdem
ist unterhalb der Nut 338 entlang der die Aussparung 310 bildenden
Wand ein Sitz 340 ausgebildet. Ein Ringelement 342 ist
oberhalb der Nut 338 an der die Aussparung 310 bildenden
Wand befestigt, wobei ein O-Ring 344 an einem äußeren Umfang
des Ringelements 342 angeordnet ist. Ein unterer Abschnitt
des Ringelements 342 bildet einen Sitz 346.
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Ein
weiteres Ringelement 348 ist in der Nähe einer oberen Öffnung der
Aussparung 310 an einer Wand der Aussparung 310 befestigt,
wobei ein O-Ring 350 an einem äußeren Umfang des Ringelements 348 angeordnet
ist. Zwischen den Ringelementen 342 und 348 ist
eine Nut 352 ausgebildet, die mit der dritten Öffnung 306 in
Verbindung steht.
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Ein
im wesentlichen zylindrischer stabförmiger Ventilkörper 356 ist
gleitend in die Aussparung 310 eingesetzt. An einem unteren
Ende des Ventilkörpers 356 ist
ein Hohlraum 358 ausgebildet, wobei ein Ende einer Spulenfeder 354 auf
einem Dach des Hohlraums 358 aufsitzt und wobei das andere
Ende der Spulenfeder 354 auf dem Boden des Hohlraums 325 des
Ventilführungskörpers 316 aufsitzt.
Dementsprechend wird der Ventilkörper 356 normalerweise durch
die Spulenfeder 354 in Richtung des Pfeiles B vorgespannt.
Ein Abschnitt 362 mit reduziertem Durchmesser ist in der
Mitte des Ventilkörpers 356 in Längsrichtung
ausgebildet. Er wird durch sich allmählich verjüngende Konen 360a, 360b gebildet, wobei
sich eine Mitte des Abschnitts mit reduziertem Durchmesser einmal
erweitert und wobei hierauf eine Dichtung 364 aus einem
gummiähnlichen
elastomeren Material angeordnet ist. Im einzelnen greift die Dichtung 364 an
einem vorstehenden Abschnitt an, der einen äußeren Umfang des Ventilkörpers 356 umgibt,
und legt dessen Position fest. An der Dichtung 364 sind
Dichtungsflächen 368a, 368b ausgebildet,
die an Sitzen 340 und 346 anliegen.
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Eine
Stange 370 ist an einem oberen Abschnitt des Ventilkörpers 356 befestigt,
wobei die Stange 370 gleitend in das Innere eines im wesentlichen
zylindrisch geformten Führungselements 372 eingesetzt
ist, welches an einem oberen Abschnitt des Ringelements 348 befestigt
ist. Ein oberer Abschnitt an der Stange 370 ist in eine
Aussparung 376 in einem Verschiebungselement 374 eingesetzt,
wobei ein Flansch 378, der an einem oberen Abschnitt der
Stange 370 ausgebildet ist, an einer Stufe 380, die
durch eine die Aussparung 376 bildende Wand gebildet wird,
angreift. Dadurch wird eine Entfernung des Stabes aus der Aussparung 376 verhindert.
Ein Ende einer Spulenfeder 382 sitzt auf einem oberen Abschnitt
des Flansches 378 auf, während das andere Ende der Spulenfeder 382 auf
einem Sitz 384 aufsitzt, der an einem oberen Abschnitt
einer die Aussparung 376 festlegenden Wand befestigt ist.
Als Folge hiervon wird die Stange 370 normalerweise in Richtung
des Pfeiles C vorgespannt.
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Das
Verschiebungselement 374 ist gleitend innerhalb einer Spule 388 angeordnet,
die eine elektromagnetische Spule 368 bildet. Eine Wicklung 390 mit
gewundenem elektrischen Draht ist an der Spule 388 vorgesehen.
Die elektromagnetische Spule 386 wird durch ein Gehäuse 392 abgedeckt.
Ein zylindrisches Element 394 ist an einem oberen Abschnitt des
Gehäuses 392 befestigt,
und ein Führungselement 396 ist
im Inneren des zylindrischen Elements 394 befestigt. In
dem Führungselement 396 ist
eine Aussparung 400 mit einer Stufe 398 ausgebildet,
wobei ein an einem oberen Abschnitt des Sitzes 384 befestigter
Stift 402 in die Aussparung 400 eingesetzt ist.
An dem Stift 402 ist eine Stufe 404 ausgebildet, die
mit der Stufe 398 des zylindrischen Elements in Eingriff
bringbar ist.
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Das
elektromagnetische Ventil 300 mit einer Ventilführungsstruktur
gemäß der dritten
Ausführungsform
ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend
wird seine Funktion erläutert.
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Fluiddruckvorrichtungen
(nicht dargestellt), beispielsweise eine Druckfluidzufuhrquelle,
ein Zylinder und ein Ablaßrohr
sind jeweils mit den ersten bis dritten Öffnungen 302, 304 und 306 verbunden.
Außerdem
ist eine Stromquelle mit der Wicklung 390 der elektromagnetischen
Spule 386 verbunden.
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Wenn
die Stromquelle noch nicht eingeschaltet ist, wird der Ventilkörper 356 durch
die elastische Kraft der Spulenfe der 354 in Richtung des Pfeiles
D verschoben, und die Dichtungsfläche 368b an einem
Ende des Dichtungselementes 364 liegt, wie in 8 dargestellt,
an dem Sitz 346 des Ringelementes 342 an und dichtet
diesen ab. Als Folge hiervon stehen die ersten und zweiten Öffnungen 302 und 304 durch
die Nut 338 miteinander in Verbindung, während die
Verbindung zwischen der zweiten und dritten Öffnung 304 und 306 unterbrochen
ist. Zusätzlich
wird unter Druck stehende Luft von einer nicht dargestellten Druckluftzufuhrquelle,
die mit dem ersten Anschluß 302 verbunden
ist, dem mit dem zweiten Anschluß 304 verbundenen
(nicht dargestellten) Zylinder zugeführt.
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Wenn
der nicht dargestellten Stromquelle Strom zugeführt wird, wird das Verschiebungselement 374 unter
der Wirkung der elektromagnetischen Spule 386 in Richtung
des Pfeiles C verschoben, wobei das Ventil 356 durch den
Stab 370, der gemäß der Führungswirkung
des Führungselements 372 verschoben
wird, entgegen der elastischen Kraft der Spulenfeder 354 in
Richtung des Pfeiles C verschoben. Somit legt sich die andere Dichtung 368a gegen den
Sitz 340 an und dichtet diesen ab. Als Folge hiervon wird
die Verbindung zwischen den ersten und zweiten Öffnungen 302 und 304 unterbrochen,
während
die zweiten und dritten Öffnungen 304 und 306 miteinander
in Verbindung gebracht werden und schließlich die unter Druck stehende
Luft von dem nicht dargestellten Zylinder durch einen ebenfalls nicht
dargestellten Ablaßausgang
abgeführt
wird.
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Nachfolgend
wird beschrieben, wie der die Ventilführungsstruktur 316 bildende
Ventilführungskörper 318 und
das Abdeckelement 330 in die Aussparungen 310 und 312 des
Grundkörpers 308 eingesetzt
werden.
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Zunächst wird
die Spulenfeder 354 in den Hohlraum 322 des Ventilführungskörpers 318 eingesetzt,
und der Ventilführungs körper 318 wird
in die Aussparung 310 eingesetzt. Zu dieser Zeit greifen
die an dem äußeren Umfang
des Ventilführungskörpers 318 ausgebildeten
Vorsprünge 321a bis 321d in
Nuten 309a bis 309d ein, wobei eine Drehung des
Ventilführungskörpers 318 in
Umfangsrichtung verhindert wird. Außerdem spannt die Spulenfeder 354 den Ventilführungskörper 318 in
Richtung des Pfeiles C vor.
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Nun
wird das Ventilkörper 330 in
die Aussparung 312 eingesetzt. Zu dieser Zeit wird der
Ventilführungskörper 318 durch
das Abdeckelement 330 entgegen der elastischen Kraft der
Spulenfeder 354 gedrückt,
und das Abdeckelement 330 wird derart in die Aussparung 312 eingesetzt,
daß die
zweiten Vorsprünge 332a bis 332d nicht
an den ersten Vorsprüngen 314a bis 314d anliegen.
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Anschließend wird
das Abdeckelement 330 um einen festgelegten Winkel in seiner
Umfangsrichtung gedreht, wodurch die ersten Vorsprünge 314a bis 314d und
die zweiten Vorsprünge 332a bis 332d in
Eingriff miteinander gebracht werden. Zu dieser Zeit greifen die
Vorsprünge 328a bis 328d an
dem Ventilführungskörper 318 in
die Aussparungen 336a bis 336d des Abdeckelementes 330 ein.
Als Folge hiervon wird eine Drehung des Abdeckelementes 330 in
Umangsrichtung verhindert, so daß ein unerwünschtes Entfernen des Abdeckelementes 330 von dem
Grundkörper 308 zuverlässig verhindert
wird.
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Bei
der dritten Ausführungsform
der Ventilführungsstruktur 316 besteht
wie bei der Ventilführungsstruktur 123 gemäß der ersten
Ausführungsform
keine Gefahr einer Beschädigung
des aus Kunstharzmaterial hergestellten Ventilführungskörpers 318, weil der
auf den Ventilführungskörper 318 ausgeübte Druck
von dem metallischen Abdeckelement 330 aufgenommen wird.
Als Folge hiervon wird die Lebensdauer des elektromagnetischen Ventiles 300 mit
der Ventilführungsstruktur 316 erhöht.
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Da
die ersten Vorsprünge 314a bis 314d und die
zweiten Vorsprünge 332a bis 332d miteinander
in Eingriff stehen und ein Herausfallen des Abdeckelements 330 aus
der Aussparung 312 verhindern, kann die Beschädigung des
Ventilführungskörpers 318 mit einer
einfachen Struktur verhindert werden und die steigenden Produktionskosten
des elektromagnetischen Ventiles 300 können kontrolliert werden.
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Außerdem wird
durch Eingriff der Vorsprünge 328a bis 328d in
die Aussparungen 336a bis 336d eine Drehung des
Abdeckelements 330 verhindert. Weiterhin wird durch Eingriff
der Vorsprünge 321a bis 321d in
Nuten 309a bis 309d eine Drehung des Ventilführungskörpers 318 verhindert.
Da sich das Abdeckelement 330 nicht gemeinsam mit dem Ventilführungskörper 318 dreht,
besteht keine Gefahr einer unerwünschten
Entfernung des Abdeckelements 330.