DE29712083U1

DE29712083U1 - Mehrwegeventil

Info

Publication number: DE29712083U1
Application number: DE29712083U
Authority: DE
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2007-07-10

Description

Anmelder: Kuhnke GmbH

Lütjenburger Straße 101
23714 Malente

Mehrwegeventil

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil zum Steuern von Fluiden, das ein Gehäuse mit Fluidzuführ- und Fluidabströmöffnungen, einen fluidbetätigbaren Kolben und in dem Gehäuse durch den Kolben längsverschiebbare Ventilsteuerteile, durch deren Verschiebung die Fluiddurchströmung und die Fluidströmungspfade beeinflußt werden, umfaßt.

Ventile dieser Art sind zum Steuern druckmittelbetriebener Verbraucher weitgehend bekannt.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Mehrwegeventil anzugeben, das kostengünstig herstellbar, einfach aufgebaut ist und sicher funktioniert.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Anspruch 1 angegeben.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Betätigungskolben, das erste und zweite kraftentkoppelte Ventilsteuerteil, der erste und zweite endseitige Ventildichtsitz des ersten Ventilsteuerteils, das erste und zweite Dichtelement sowie die Feder bezüglich der Längsachse im Ventilgehäuse koaxial angeordnet. Dabei ist die Kraft der Feder unmittelbar der Federbelastung des zweiten Dichtelements axial entgegengerichtet.

Dadurch, daß der erste Ventildichtsitz in das als Ringdichtelement ausgebildete und mit einer radial nach innen wirkenden Dichtkante versehene erste Dicht-

element eintauchbar ist und ferner der mit dem zweiten kraftentkoppelten Ventilsteuerteil zusammenwirkende zweite Ventildichtsitz von einem federbelasteten zweiten Dichteiement abhebbar ist, läßt sich ein "weicher" Übergang von einer ersten Ventilendstellung über zwei einander addierende Teilhübe zu einer zweiten Endstellung des Ventils erreichen.

Bei der vorteilhaften Ausführungsform sind ferner an der Außenperipherie des ersten Ventilsteuerteils ringförmige Ümfangsnuten zur Aufnahme je eines ersten und zweiten Dichtungsrings zwischen dem ersten und zweiten Ventildichtsitz ausgebildet Ferner sind am Gehäuse ein dritter und vierter Ventildichtsitz gegenständig ausgebildet, die mit dem ersten und zweiten Dichtungsring kooperieren, so daß der vierte Ventildichtsitz in der ersten Endstellung des Ventils dicht am zweiten Dichtungsring anliegt und der dritte Ventildichtsitz in einer zweiten Endstellung des Ventils dicht am ersten Dichtungsring anliegt.

Ferner ist bei der vorteilhaften Ausführungsform dem kraftentkoppelten zweiten Ventilsteuerteil eine mit Durchdringungen zur freibeweglichen Durchdringung der Abstandsstempel versehene Hubbegrenzung zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils definieren diese Hubbegrenzung sowie die relativen axialen Lagebeziehungen zwischen dem ersten bis vierten Ventildichtsitz einen ersten und zweiten Teilhub und einen Gesamthub des Ventils, wobei der erste Teilhub kleiner als der zweite Teilhub und der Gesamthub größer als der zweite Teilhub sind.

Das Mehrwegeventil bildet in der vorteilhaften Ausführungsform ein 4/2-Wegeventil, das vier Fluidanschlüsse hat und diese jeweils in der ersten und zweiten Endstellung zu zwei verschiedenen Wegen umschaltet.

Die obigen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Ventils in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung noch deutlicher.

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Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines 4/2-Wegeventiles.

Die Figur zeigt einen in einer Bohrung eines Gehäuses 1 sitzenden, entlang einer zentralen Achse L-L beweglichen Ventilsteuerteilaufbau, der aus einem ersten Ventilsteuerteil 2, 4 und einem zweiten Ventilsteuerteil 3 besteht. Die gesamte Anordnung der Ventilsteuerteile 2, 3, 4 der Ventildichtsitze, die nachstehend im einzelnen beschrieben sind, sowie der Dichtungselemente ist bezüglich der Längsachse L-L koaxial vorgesehen. An dem in der Figur oberen Ende des ersten Ventilsteuerteils 2, 4 ist ein Rezess 7 radial ausgebildet, an dem mehrere axiale Abstandsstempel 5 eines fluidbetätigbaren Betätigungskolbens 6 aufsitzen. Der Kolben 6 wirkt über diese Abstandsstempel 5 und den Rezess 7 auf das erste kraftentkoppelte Ventilsteuerteil 2, 4 ein. Die genannten Abstandsstempel 5 umgreifen das zweite, ebenfalls kraftentkoppelte Ventilsteuerteil 3 fluidströmungsdurchlässig. Für die fluidströmungsdurchlässige Ausbildung der Abstandsstempel 5 sind Durchdringungen 15 in einer den Hub des zweiten Ventilsteuerteils 3 begrenzenden Hubbegrenzung 16 angebracht.

Das erste Ventilsteuerteil 2, 4 ist rohrförmig ausgebildet, d.h. es ist entlang seiner Längsachse L-L voll durchdrungen und mit je einem an seinem unteren und oberen Ende ausgebildeten ersten bzw. zweiten Ventildichtsitz 9 bzw. 8 versehen. Ferner sitzt eine ringförmige Schraubenfeder 17 zwischen einem ringförmigen Flansch 4 des ersten Ventilsteuerteils und einem Federsatz am Gehäuse 1 so, daß das erste Ventilsteuerteil 2,4 axial nach oben vorgespannt ist.
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Der erste Ventildichtsitz 9 am unteren Ende des ersten Ventilsteuerteils 2, 4 ist so ausgebildet, daß er in ein erstes ringförmiges, am Gehäuse 1 fixiertes Dichtelement 10 eintauchbar ist. Das Dichtelement 10 enthält mindestens eine radial zur Achse hin ausgebildete Dichtungskante. Mit einem am zweiten Ventilsteuerteil z. B. als Dichtscheibe ausgebildeten zweiten Dichtelement 3.1 wirkt der am oberen Ende, und zwar oberhalb des Rezesses 7, ausgebildete zweite Ventildichtsitz 8 zusam-

men, so daß der mit dem zweiten kraftentkoppelten Ventilsteuerteil 3 zusammenwirkende zweite Ventildichtsitz 8 von dem federbelasteten zweiten Dichtelement abhebbar ist. Die Federbelastung des zweiten Dichtelements 3.1 ist der Vorspannkraft der Schraubenfeder 17 in axialer Richtung entgegengerichtet.
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In der Figur ist ein erster Teilhub Tl des dargestellten Ventils ersichtlich, der zwischen der Hubbegrenzung 16 und einer Anschlagscheibe am oberen Ende des zweiten Ventilsteuerteils 3 definiert ist. Ein zweiter Teilhub T2 ist in der in der Figur dargestellten Ventilstellung zwischen dem ersten Ventildichtsitz 9 am unteren Ende des ersten Ventilsteuerteils 2, 4 und dem ersten Dichtelement 10 definiert. Dieser zweite Teilhub T2 gibt die Strecke an, um die das erste Ventilsteuerteil 2,4 nach unten bewegbar ist bis das erste Dichtelement 10 dichtend an der Peripherie des Ventildichtsitzes 9 angreift. Ferner ist ein Gesamthub H definiert zwischen der in der Figur gezeigten ersten (End-)Schaltstellung und der nicht dargestellten zweiten (End-)Schaltstellung. In der Ventilbohrung sind am Ventilgehäuse 1 ferner ein dritter Ventildichtsitz 19 nach oben und gegenständig dazu ein vierter Ventildichtsitz 20 nach unten ausgebildet. In der dargestellten ersten Ventilschaltstellung liegt ein Dichtungsring 12, der dichtend in eine in der Außenperipherie des ersten Ventilsteuerteils 2, 4 eingebrachte ringförmige Aufnahmenut 12 eingelegt ist, dicht an dem vierten Ventildichtsitz 20 an.

In der zweiten, in der Figur nicht gezeigten Schaltstellung liegt ein weiterer Dichtungsring 13, der in einer weiteren ringförmigen Aufnahmenut 11 am Außenumfang des ersten Ventilsteuerteils 2, 4 vorgesehen ist, dichtend an dem dritten Ventildichtsitz 19 an.

In der dargestellten ersten Schaltstellung steht eine in das Ventilgehäuse 1 führende erste Fluidöffnung P durch den geöffneten Durchgang zwischen dem Dichtelement 10 und dem Ventildichtsitz 9 mit einer zweiten Fluidöffnung A und eine in das Gehäuse führende dritte Fluidöffnung B mit einer vierten Fluidöffnung R in Verbindung.

In der zweiten, in der Figur nicht dargestellten Ventilschaltstellung ist die Fluidverbindung zwischen der ersten Fluidöffnung P und der zweiten Fluidöffnung A dadurch, daß der erste Ventildichtsitz 9 durch den ersten Dichtungsring 10 abgedichtet ist, gesperrt. Stattdessen kann Fluid von der zweiten Fluidöffnung A zur vierten Fluidöffnung R fließen, weil das erste Fluidsteuerteil 2, 4 nach unten bewegt worden ist und somit ein Fluiddurchgang durch den vierten Ventildichtsitz 20 und dem Dichtungsring 14 möglich ist. Andererseits ist in der zweiten, nicht dargestellten Schaltstellung der erste Ventildichtsitz 9 durch den ersten Dichtungsring 10 abgedichtet und liegt der Dichtungsring 13 am dritten Ventildichtsitz 19 dichtend an, so daß kein Fluid von B nach R fließen kann, sondern von der Fluidöffnung P durch das hohle Innere des ersten Ventilsteuerteils 2, 4 in die obere Ventilsteuerkammer O, die ihrerseits mit der Fluidöffnung B in Verbindung steht.

In anderen Worten und zusammengefaßt heißt dies, daß in der ersten, dargestellten Schaltstellung die obere Ventilkammer O mit der Fluidöffnung R und die untere Ventilkammer U mit der Öffnung P kommuniziert, und in der zweiten, nicht dargestellten Schaltstellung kommunizieren die obere Ventilkammer O mit der unteren Ventilöffnung P und die untere Ventilkammer U mit der Fluidöffnung R. Die Fluidöffnung A führt unveränderlich in die untere Ventilkammer U und die Ventilöffnung B in die obere Ventilkammer O.

Die dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils bildet ein 4/2-Wegeventil, also ein Ventil mit vier gesteuerten Anschlüssen und zwei verschiedenen Ventilschaltstellungen. Die Hubdistanzen sind so gewählt, daß folgendes gilt: T2>T1 und H>T2.

Dem Fachmann leuchtet unmittelbar ein, daß unter Anwendung der erfindungsgemäßen, in den beiliegenden Schutzansprüchen definierten Merkmale auch andere Ausführungsformen bezüglich der Anzahl der Fluidwege und Schaltstellungen möglich sind.

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insgesamt läßt sich ein erfindungsgemäßes druckmittelbetätigbares Mehrwegeventil kostengünstig und einfach herstellen und bildet ein sicher funktionierendes Mehrwegeventil, bei dem die Herstellungstoleranzen für die einzelnen Bauteile keinen wesentlichen Einfluß auf die Funktion des Ventils haben. Durch die hohle, d.h. rohrförmige Ausbildung des ersten Ventilsteuerteils ist eine trägheitsarme Umschaltbarkeit erreicht.

Claims

Ansprüche

1. Mehrwegeventil zum Steuern von Fluiden, umfassend ein Gehäuse (1) mit Fluidzuführ- und Fluidabströmöffnungen (P, A, B, R), einen fluidbetätigbaren Kolben (6) und in dem Gehäuse durch den Kolben längsverschiebbare Ventilsteuerteile (2, 3, 4), durch deren Verschiebung die Fluiddurchströmung und die Fluidströmungspfade beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungskolben (6) über Abstandsstempel (5) auf einen radialen Rezess (7) eines kraftentkoppelten ersten Ventilsteuerteiles (2,4) einwirkt,

daß die Abstandsstempel (5) ein zweites kraftentkoppeites Ventilsteuerteil (3) fluidströmungsdurchlässig umgreifen,

daß das erste Ventilsteuerteil (2, 4) entlang seiner Längsachse (L-L) voll durchdrungen und mit je einem endseitig ausgebildeten ersten und zweiten Ventildichtsitz (9,8) versehen und entlang seiner Längsachse gegen die Kraft einer Feder (17) verschiebbar ist,

daß der erste Ventildichtsitz (9) in ein erstes Dichtelement (10) eintauchbar, und

daß der mit dem zweiten kraftentkoppelten Ventilsteuerteil (3) zusammenwirkende zweite Ventildichtsitz (8) von einem federbelasteten zweiten Dichtelement (3.1) abhebbar ist.

2. Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Betätigungskolben (6),

- das erste und zweite Ventilsteuerteil (2, 3),

- der erste und zweite endseitige Ventildichtsitz (9, 8) des ersten Ventilsteuerteils (2, 4),

- das erste und zweite Dichtelement (10, 3.1), und

- die Feder (17) bezüglich der Längsachse (L-L) im Ventilgehäuse (1) koaxial angeordnet sind.

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3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Feder (17) der Federbelastung des zweiten Dichtelements (3.1) entgegen gerichtet ist.

4. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtelement (10) an der Peripherie des ersten Ventildichtsitzes (9) abdichtend angreift.

5. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventildichtsitz (8) gegen das zweite Dichtelement (3.1) anliegend federbelastet abdichtet.

6. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilsteuerteil (2) mit ringförmigen Umfangsnuten (11,

12) zur Aufnahme je eines ersten und zweiten Dichtungsrings (13, 14) im Abschnitt zwischen dem ersten und zweiten Ventildichtsitz (9,8) ausgebildet ist.

7. Mehrwegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) ein dritter und vierter Ventildichtsitz (19, 20) gegenständig so ausgebildet sind, daß der vierte Ventildichtsitz (20) in einer ersten Endstellung des Ventils dicht am zweiten Dichtungsring (14) anliegt und der dritte Ventildichtsitz (19) in einer zweiten Endstellung des Ventils dicht am ersten Dichtungsring (13) anliegt.

8. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem kraftentkoppelten zweiten Ventilsteuerteil (3) eine mit Durchdringungen (15) zur freibeweglichen Durchdringung der Abstandsstempel (5) versehene Hubbegrenzung (16) zugeordnet ist.

9. Mehrwegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Endstellung des Ventils die Hubbegrenzung (16) einen ersten Teilhub (Tl) des Ventils definiert.

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10. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Endstellung des Ventils der Abstand zwischen dem ersten Ventildichtsitz (9) und dem ersten Dichtelement (10) einen zweiten Teilhub (T2) des Ventils definiert.

11. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Endstellung des Ventils der Abstand zwischen dem ersten Dichtungsring (13) und dem dritten Ventildichtsitz (19) einen Gesamthub

(H) des Ventils definiert.

12. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Teilhübe (Tl, T2) T1<T2 und für den Gesamthub (H) H>T2 gilt.

13. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein 4/2-Wegeventil ist.