DE19843122C2 - Wegeventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Wegeventil entsprechend der Gattung des Anspruchs 1. Ein derartiges Wegeventil ist beispielsweise aus der DE 195 09 578 A1 bereits bekannt. Dieses bekannte Wegeventil ist mit einem Ventilschieber ausgestattet, der in einer Schieberbohrung beweglich geführt ist. Der Ventilschieber ist relativ schlank ausgebildet und weist umfangseitig mehrere axial beabstandete Kolbenabschnitte auf. Diese Kolbenabschnitte steuern Druckmittelverbindungen zwischen Druckmittelkammern, die im Gehäuse des Wegeventils vorgesehen sind. Die Druckmittelkammern sind über Anschlüsse mit externen Druckmittelquellen, Vorratstanks oder mit Verbrauchern gekoppelt. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ein 5/2- Wegeventil, mit fünf Anschlüssen und zwei möglichen Schaltstellungen für den Ventilschieber.

Nachteilig bei diesem 5/2-Wegeventil ist, daß es relativ lang baut und daß sein Gehäuse verhältnismäßig aufwendig bearbeitet werden muß, um eine möglichst reibungsarme Führung des Ventilschiebers zu ermöglichen. Zudem ist dessen Montageaufwand aufgrund der hohen Anzahl von Einzelteilen groß.

Aus der DE 25 09 033 C2 ist ein gattungsgemäßes Wegeventil bekannt, dessen Schieberanordnung zwei parallel zueinander angeordnete und von einer Betätigungseinrichtung gleichsinnig beaufschlagbare Ventilschieber umfaßt. Durch diese Parallelanordnung der Ventilschieber ist ein gegenüber dem vorstehend genannten Stand der Technik kürzer bauendes Gehäuse möglich. Die Ventilschieber sind jeweils paarweise identisch ausgeführt und weisen somit in gleichen axialen Abständen zueinander angeordnete Dichtungen und Einschnürungen auf. Die so aufgebaute Schieberanordnung definiert die mit diesem Wegeventil darstellbare Ventilfunktion, welche hier zur Überwachung des Anlaufverhaltens eines hydraulischen Verbrauchers mittels einer zugeordneten Elektronik bestimmt ist. Insofern findet hier eine auf eine gleichsinnige Beaufschlagung der Ventilschieber ausgerichtete Betätigung statt.

Aus der DE 36 44 977 A1 sowie der US 5,044,399 gehen ebenfalls Wegeventile hervor, die mit jeweils zwei gleichartig ausgeführten Ventilschiebern ausgestattet sind, womit jeweils identische ventilinterne Verbindungen der äußeren Anschlüsse ausgeführt werden.

Vorteile der Erfindung

Demgegenüber weist ein Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil auf, daß es besonders kompakt und einfach baut und gute Durchflußwerte aufweist. Die unterschiedlich ausgebildeten Ventilschieber ermöglichen eine alternierende Verbindung der Arbeitsanschlüsse mit dem Rücklaufkanal oder Zulaufkanal als spezielle Ventilfunktion. Das Wegeventil besteht aus wenigen Einzelteilen, die problemlos zu montieren sind und die preisgünstig herzustellen sind. Die erfindungsgemäße Bauweise erlaubt eine überschneidungsfreie Auslegung des Wegeventils und ist aufgrund überwiegend runder Druckmittel führender Kanäle äußerst druckfest. Ventilvarianten mit zwei oder mit drei Schaltstellungen bei jeweils 4 Anschlüssen sind realisierbar. Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Wegeventil im Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in der Fig. 1 dargestellte Wegeventil 10 weist ein blockförmiges Gehäuse 12 aus zwei Gehäuseteilen 14, 16 auf. Die beiden Gehäuseteile 14, 16 liegen entlang einer Trennebene 17 aneinander an und sind miteinander verschraubt. Hierfür sind im ersten Gehäuseteil 14 durchgehende Aufnahmebohrungen 18 für nicht gezeichnete Schrauben vorgesehen; das zweite Gehäuseteil 16 ist mit sacklochartigen Gewindebohrungen 20 versehen. Senkrecht zur Trennebene 17 sind in jedem der Gehäuseteile 14, 16 zwei zueinander parallele Schieberbohrungen 22, 24 ausgebildet. Diese Schieberbohrungen 22, 24 sind zur Trennebene 17 hin geöffnet, fluchten im zusammengebauten Zustand des Gehäuses 12 miteinander und sind durch eine gemeinsame Zwischenwand 26 voneinander getrennt. An ihren von der Trennebene 17 abgewandten Enden sind die Schieberbohrungen 22, 24 im Durchmesser einmal rechtwinklig abgesetzt und münden anschließend in Richtung der Außenflächen des Gehäuses 12 in jeweils eine gemeinsame Ausnehmung 28, 29 ein. Die Ausnehmungen 28, 29 liegen einander gegenüber und sind jeweils mittels einer Verschlußplatte 30 nach außen verschlossen.

Jedes Gehäuseteil 14, 16 ist ferner mit einem parallel zur Trennebene 17 verlaufenden Druckmittelkanal 32, 34 ausgestattet. Diese Druckmittelkanäle 32, 34 durchdringen die beiden Schieberbohrungen 22, 24 und enden sacklochartig im Inneren des Gehäuses 12. Am gegenüberliegenden Ende münden die Druckmittelkanäle 32, 34 in als Steckanschlüsse ausgeführten Arbeitsanschlüssen 36, 38 des Wegeventils 10. Die Arbeitsanschlüsse 36, 38 sind mittels nicht dargestellten Leitungen mit Druckmittelverbrauchern verbindbar.

Eine Ver- bzw. Entsorgung des Wegeventils 10 mit Druckmittel erfolgt mittels eines Zulaufkanals 42 bzw. eines Rücklaufkanals 40, wobei jeweils einer dieser beiden Kanäle in einem der Gehäuseteile 14, 16 ausgebildet ist. Im zusammengebauten Zustand des Gehäuses 12 münden der Zulaufkanal 42 bzw. der Rücklaufkanal 40 zwischen den beiden Druckmittelkanälen 32, 34 in die Schieberbohrungen 22, 24 ein. Im Ausführungsbeispiel verlaufen der Zulaufkanal 42 und der Rücklaufkanal 40 senkrecht zur Zeichenebene, so daß lediglich deren Mündungsquerschnitte in die Schieberbohrungen 22, 24 erkennbar sind. Die Anschlüsse des Zulaufkanals 42 bzw. des Rücklaufkanals 40 und die Arbeitsanschlüsse 36, 38 des Wegeventils 10 sind demnach an zueinander benachbarten Außenseiten des Gehäuses 12 angeordnet.

Die beschriebene Kanalführung bedingt, daß die Aufnahmebohrung 18 im ersten Gehäuseteil 14 den darin ausgebildeten Druckmittelkanal 32 kreuzt. Ein Druckverlust aus diesem Druckmittelkanal 32 wird durch eine in die Aufnahmebohrung 18 einzusetzende Befestigungsschraube vermieden, die mit ihrem Schraubenkopf dichtend am Gehäuseteil 14 anliegt.

Vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 14, 16 werden in jede der Schieberbohrungen 22, 24 im Bereich des innenliegenden Endes der Zwischenwand 26 Ringe 44 eingepreßt. Diese Ringe 44 befinden sich dadurch jeweils zwischen einem der Arbeitsanschlüsse 36, 38 und dem Zulauf- 42 bzw. Rücklaufanschluß 40 des Wegeventils 10 und teilen dessen Innenraum dadurch in mehrere Druckkammern 45 ein. Zur Steuerung von Druckmittelverbindungen zwischen diesen einzelnen Druckkammern 45 sind zwei Ventilschieber 48, 49 vorgesehen, die in den Schieberbohrungen 22, 24 axial beweglich angeordnet sind. Bei den beiden Ventilschiebern 48, 49 handelt es sich um zylindrische Bauelemente, deren Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der Ringe 44 abgestimmt ist. Die Ventilschieber 48, 49 sind mit umlaufenden Dichtungen 46 und mit jeweils zwei in unterschiedlichen axialen Abständen zueinander angeordneten Einschnürungen 47 versehen. Die Dichtungen 46 und die Einschnürungen 47 geben in Wechselwirkung mit den Innenflächen der Ringe 44 und in Abhängigkeit von der axialen Position der Ventilschieber 48, 49 in ihren Schieberbohrungen 22, 24 Druckmittelverbindungen zwischen den einzelnen Druckmittelkammern 45 frei oder verschließen diese druckdicht.

Eine Betätigung der Ventilschieber 48, 49 erfolgt mittels Kolben 50, 51, die in den einander gegenüberliegenden Ausnehmungen 28, 29 verschiebbar geführt sind. Diese Kolben 50, 51 haben exemplarisch eine kreisförmige Druckfläche 50a, 51a und jeweils zwei einander gegenüberliegende, senkrecht zur Druckfläche 50a, 51a angeordnete Führungsabschnitte 50b, 51b. Die Kolben 50, 51 sind an ihren Druckflächen 50a, 51a mit Dichtmanschetten 52 ausgestattet, so daß sich zwischen den Verschlußplatten 30 und den Kolben 50, 51 Zylinder 53, 54 ergeben, die auf nicht dargestellte Weise mit Druckmittel beaufschlagbar sind. Über das Druckniveau in den Zylindern 53, 54 sind die Kolben 50, 51 entgegen der Kraft einer Druckfeder 55, die in einem dieser Zylinder 53, 54 angeordnet ist und die sich einerseits an der Innenseite der Verschlußplatte 30 und andererseits an der Druckfläche 50a, 51a eines der Kolben 50, 51 abstützt, betätigbar. Die in das Innere des Gehäuses 12 weisenden Führungsabschnitte 50b, 51b der Kolben 50, 51 liegen mit ihren Stirnseiten an denen der Ventilschieber 48, 49 an. Eine Kolbenbewegung wird demzufolge direkt auf die beiden Ventilschieber 48, 49 übertragen, so daß sich diese parallel und gleichsinnig zueinander aus ihren Ruhestellungen in ihre Schaltstellungen bzw. umgekehrt bewegen.

In der Figur ist das Wegeventil 10 in einer Schaltstellung dargestellt, bei der sich der Kolben 51 des Gehäuseteils 16 in seiner äußeren Endlage befindet. In dieser Schaltstellung ist der Zylinder 53 des gegenüberliegenden Kolbens 50 drucklos und die Druckfeder 55 maximal zusammengedrückt. Die Ventilschieber 48, 49 befinden sich dabei in einer Stellung, in der der Rücklaufkanal 40 über den Druckmittelkanal 32 mit dem ersten Arbeitsanschluß 36 verbunden ist, während der Zulaufkanal 42 über den Druckmittelkanal 34 mit dem zweiten Arbeitsanschluß 38 Verbindung hat. Eine Druckbeaufschlagung des Zylinders 53 des Kolbens 50 in Verbindung mit einer Druckentlastung des gegenüberliegenden Zylinders 54 des Kolbens 51 löst einen Umschaltvorgang aus, bei dem sich die Ventilschieber 48, 49 in eine Stellung bewegen, bei der der Rücklaufanschluß 40 mit dem zweiten Arbeitsanschluß 38 und der Zulaufanschluß 42 mit dem ersten Arbeitsanschluß 36 verbunden ist. Die Arbeitsanschlüsse 36, 38 werden demnach bei jeder Schaltbewegung des Wegeventils 10 alternierend mit dem Zulaufkanal 42 bzw. dem Rücklaufkanal 40 verbunden.

Über eine geeignete maßliche Auslegung der Abstände zwischen den beiden Einschnürungen 47 eines der Ventilschieber 48, 49 bzw. durch die Relativposition der Einschnürungen 47 an beiden Ventilschiebern 48, 49 zueinander, ist eine überschneidungsfreie Auslegung des Wegeventils 10 möglich. Dies bedeutet, daß während des Umschaltvorgangs keine Druckmittelverbindung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen 36, 38 besteht. Ebenso wäre es möglich, durch eine entsprechende Ausbildung der Ventilschieber 48, 49 eine zwischen den erläuterten zwei Schaltstellungen liegende dritte Neutralstellung des Wegeventils 10 vorzusehen, bei der sowohl ein Druckmittelfluß von oder zu den beiden Arbeitsanschlüssen 36, 38, als auch vom Zulaufanschluß 42 bzw. zum Rücklaufanschluß 40 gesperrt ist.

Selbstverständlich sind weitere Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Dieser besteht im wesentlichen in einer paarweisen Ausbildung eines Ventilschiebers 48, 49 um eine überschneidungsfreie Auslegung eines Wegeventils 10, insbesondere bei niedrigen Kosten und geringem Bauraum, zu erlauben. Dieser Grundgedanke ist auf hydraulische und pneumatische Wegeventile gleichermaßen übertragbar. Zur Betätigung dieser Wegeventile sind alle bekannten Möglichkeiten, wie beispielsweise elektrische, elektromagnetische, mechanische, pneumatische oder hydraulische Betätigungseinrichtungen vorstellbar, die beschriebene druckmittelgesteuerte Betätigung durch die Kolben 50, 51 wurde nur exemplarisch gewählt. Zu erwähnen ist noch, daß das Wegeventil 10 besonders preisgünstig herzustellen ist, wenn das Gehäuse 12 aus Kunststoff in Spritzgußtechnik hergestellt ist und daß es selbstverständlich möglich ist, erfindungsgemäße Wegeventile 10 mit mehr als den beschriebenen vier Anschlüssen 36, 38, 40, 42 auszustatten.

Claims (9)

1. Wegeventil (10), insbesondere zur Ansteuerung doppeltwirkender Verbraucher, mit einem Gehäuse (12), in dem eine zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen verstellbare Schieberanordnung zwei in getrennten Schieberbohrungen (22, 24) angeordnete Ventilschieber (48, 49) umfaßt, die im Gehäuse (12) parallel zueinander angeordnet und mittels je eines Kolbens (50, 51) gleichsinnig beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Ventilschieber (48, 49) jeweils einen Arbeitsanschluß (36, 38) und den Zulaufkanal (42) oder den Rücklaufkanal (40) mit Hilfe von in unterschiedlichen axialen Abständen angeordneten Dichtungen (46) und Einschnürungen (47) derart steuert, daß mit jeder Schaltbewegung der Ventilschieber (48, 49) die Arbeitsanschlüsse (36, 38) alternierend mit dem Rücklaufkanal (40) oder dem Zulaufkanal (42) verbunden sind.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (50, 51) ein Paar einander gegenüberliegender und druckmittelbetätigter Kolben- /Zylindereinheiten (50, 51, 53, 54) umfaßt, die beide Ventilschieber (48, 49) gemeinsam beaufschlagen.

3. Wegeventil nach einen der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus zwei mit Hilfe von Befestigungselementen miteinander gekoppelten Gehäuseteilen (14, 16) besteht und daß die Trennebene (17) zwischen den Gehäuseteilen (14, 16) quer zu den Schieberbohrungen (22, 24) verläuft.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Arbeitsanschlüssen (36, 38) führenden Druckmittelkanäle (32, 34) und der Zulaufkanal (42) bzw. der Rücklaufkanal (40) unter einem wenigstens näherungsweise rechten Winkel in die Schieberbohrungen (22, 24) einmünden.

5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuseteil (14, 16) einen der Arbeitsanschlüsse (36, 38) und den Zulaufkanal (42) oder den Rücklaufkanal (40) aufweist.

6. Wegeventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der die Gehäuseteile (14, 16) miteinander verbindenden Befestigungselemente einen der Druckmittelkanäle (32, 34) zu den Arbeitsanschlüssen (36, 38) durchdringt.

7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (10) ein pneumatisches Wegeventil in 4/2-Bauweise ist.

8. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (42) und der Rücklaufkanal (40), in axialer Richtung der Ventilschieber (48, 49), zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen (36, 38) in die Schieberbohrungen (22, 24) einmünden.

9. Wegeventil nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (14, 16) montagefertig in Spritzgußtechnik herstellbar sind und aus Kunststoff bestehen.