DE3049110C2

DE3049110C2 - Pneumatisches Dreiwege-Ventil

Info

Publication number: DE3049110C2
Application number: DE3049110A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1983-04-28
Also published as: IT1139787B; JPS57120770A; SE443859B; GB2089943B; FR2496824A1; US4499921A; CH655773A5; ES507935A0; GB2089943A; FR2496824B1; ES8301342A1; IT8125155A0; SE8107602L; DE3049110A1; JPS6260587B2

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Dreiwege-Ventil, das in einem Gehäuse Anschlüsse für die von der Druckluftquelle kommende Leitung, dvm sogenannten P-Anschluß, für die zum Verbraucher führende Leitung, den sogenannten Α-Anschluß, und für die Entlüftungsleitung, den sogenannten R-Anschluß, und eine axiale, einen Einsatzkörper, ein Verschlußglied und einen von außen betätigbaren, unter der Wirkung einer ihn nach außen drückenden Rückstellfeder stehenden Betätigungsstößel für das Verschlußglied enthaltende Gehäusebohrung aufweist, wobei der Betätigungsstößel an seiner im Gehäuse angeordneten Stirnseite Lippen, der Einsatzkörper eine mit einem der Anschlüsse verbundene axiale Einsatzbohrung und einen Ventilsitz und das axial verschiebbare Verschlußglied einen an den Ventilsitz des Einsatzkörpers gasdicht anpreßbaren und zu den Lippen hin gewandten Flansch besitzen und das Verschlußglied unter der Wirkung einer Feder steht, die es an den Ventilsitz anpreßt und bestrebt ist, es zum Betätigungsstößel hin zu bewegen, das Ganze derart, daß sich beim Betätigen des Betätigungsstößels der Flansch des Verschlußgliedes an die Lippen des Betätigungsstößels gasdicht anlegt und hierbei vom Ventilsitz des Einsatzkörpers getrennt wird, und wobei zusätzlich zur Einsatzbohrung ein Zusatzraum vorgesehen ist, der bei Betätigung des Verschlußgliedes mit dem Verbraucheranschluß verbindbar ist.

Pneumatische Dreiwege-Ventile eingangs genannter Art sind bekannt (CH-PS 4 92 909). Diesen bekannten Ventilen haftet der Nachteil an, daß sie eine ganz enge Funktionsbreite besitzen, da sie im wesentlichen entweder nur als Schließer oder als öffner, also als Ein-Funktions-Ventile, verwendbar sind, wenn man nicht die Anschlüsse für die Luftleitungen, also praktisch die Anlage ändern bzw. wechseln will, was umständlich und oft unerwünscht ist.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, bei dem bei einfacher Herstellung und ebenfalls einfacher Montage und Demontage eine Vergrößerung der Funktionsbreite durch wahlweise Ausbildung des Ventils als Schließer oder als öffner ohne Abänderung bzw. Wechseln der Anschlüsse für die Luftleitung möglich ist.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Ventil eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gehäusebohrung des Gehäuses ganz durchzieht, daß die den Einsatzkörper durchziehende zentrale und axiale Einsatzbohrung das Verschlußglied aufnimmt und der Einsatzkörper aus einem Oberteil und jeweils einem von zwei verschiedenen Unterteilen besteht, mit denen das Oberteil wahlweise kombiniert werden kann, wobei die Unterteile jeweils den Zusatzraum enthalten, und einerseits jeweils eine von der Einsatzbohrung ausgehende erste radiale Verbindungsbohrung und andererseits eine vom Zusatzraum ausgehende zweite radiale Verbindungsbohrung aufweisen, derart, daß in dem einen Unterteil die erste radiale Verbindungsbohrung mit dem P-Anschluß und die zweite radiale Verbindungsbohrung mit dem R-Anschluß und in dem anderen

Unterteil die erste radiale Verbindungsbohrung mit dem R-Anschluß und die zweite radiale Verbindungsbohrung mit dem P-Anschluß Verbindungen haben, und daß das vom Betätigungsstößel abgewandte Ende der Gehäusebohrung durch das jeweilige Unterteil gasdicht abschließbar ist

Die durch die Erfindung gegenüber der CH-PS 4 92 909 erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich einerseits die Möglichkeit ergibt, durch einfaches Auswechseln des Unterteils des Einsatzkörpers ein Schließerventil in ein Öffnerventil und umgekehrt umzuwandeln, ohne die Anschlüsse austauschen zu müssen, was kompliziert wäre und eine Änderung der gesamten Anlage bedeuten könnte. Das erfindungsgemäße Ventil hat noch den Vorteil, daß nunmehr auf einfache Weise ein 5/2-Wege-Ventil aus zwei 3/2-Wege-Ventilen, von denen das eine öffner und das andere Schließer ist, hergestellt werden kann.

Nicht zuletzt ist auch noch der Vorteil zu nennen, daß sämtliche Teile nunmehr von der der Betäf'gungsseite abgewandten Seite eingesetzt werden können. Somit ist auch das Auswechseln von evtl. schadhaften Teilen nunmehr sehr, einfach, insbesondere kann bei gewissen Störungen einfach nur das Einsatzkörper-Unterteil ausgewechselt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine zweckmäßige Maßnahme der Erfindung sieht vor, daß das Unterteil eine sich von einer radialen Abschlußwand ausgehend in axialer Richtung erstrekkende und die Einsatzbohrung in koaxialer Anordnung umgebende Ringwand besitzt, die mit der Außenwand des Unterteils den ringförmig ausgebildeten Zusatzraum bildet, wobei sämtliche Innenteile von der der Betätigungsseite abgewandten Seite her in die Gehäusebohrung einschiebbar sein können.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Ventil gemäß der Erfindung, das als sogenannter »öffrer« ausgebildet ist, bei dem in der Ruhestellung oder Bereitschaftsstellung der P-Anschluß abgeschlossen ist und die Entlüftung mit der Verbraucherstelle in Verbindung steht, in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt und

Fig.2 eine Variante zu der Anordnung nach Fig. 1, bei der das Ventil als sogenannter »Schließer« ausgebildet ist, in derselben Darstellungsweise wie in Fig. 1.

Das in F i g. 1 dargestellte pneumatische Dreiwege-Ventil besitzt ein Gehäuse 1, das den Anschluß 2 für die von der Druckluftquelle kommende Leitung (P-Anschluß), den Anschluß 3 für die zum Verbraucher führende Leitung (Α-Anschluß) und die Entlüftungsleitung 4 (R-Anschluß) aufweist. Außerdem ist hier noch ein Ventilverschlußglied 5 innerhalb des Gehäuses vorgesehen, das von außen über den Stößel 6 zu betätigen ist, im Gehäuse gemäß den Pfeilen 7 hin und her beweglich geführt ist und das je nach seiner Verstellage entweder die Verbindung zwischen der P-Leitung 2 und der A-Leitung 3 oder zwischen der A-Leitung 3 und der R-Leitung 4 freigibt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Ventil, das in der Ruhestellung oder Bereitschaftsstellung offen ist, so daß die Verbraucherstelle, die bei 3 angeschlossen ist, über die Entlüftungsleitung mit Anschluß 4 entlüftet wird. Dieses Gehäuse 1 ist von einer durchgehenden axialen Gehäusebohrung 8 durchzogen, in die ein Einsatzkörper 9 von einer Seite her eingeschoben werden kann, der »lie Durchgangswege für das Medium enthält und einen Ventilsitz 10 aufweist, der mit dem VentilverschluEglied 5 zusammenwirkt Der Einsatzkörper 9 ist auswechselbar in der Gehäusebohrung 8 enthalten und wird von einer zentralen und axialen Einsatzbohrung 11 durchzogen, die an dem dem Ventilsitz 10 zugewandten Ende offen ist und in der das Verschlußglied 5 unter Wirkung des im Gehäuse geführten Betätigungsstößels 6 auf der einen Seite und unter der Wirkung einer später noch zu erwähnenden Feder auf der anderen Seite axial verschieblich ist Das gemäß den Pfeilen 7 hin und her verschiebliche Ventilverschlußstück wirkt mit dem Ventilsitz 10 im Einsatzkörper 9 zusammen. Es ist zu erkennen, daß die Gehsiusebohrung 8 im Gehäuse 1 die Gestalt eines sich zur Betätigungsseite hin verjüngenden Konus hat Der Einsatzkörper 9 hat außen die Gestalt eines in die Gehäusebohrung genau passenden Konus. Er besitzt an seiner Außenseite mehrere, bei dem gezeigten Ausfühiungsbeispiel vier, Dichtringe 12, z.B. in Form von O-Ringen oder Quad-Ringen, die zum Abdichten der Trennfuge zwischen Gehäusebohrung 8 und Einsatzkörper 9 dienen. Die Einsatzbohrung 11 im Einsatzkörper 9 hat hingegen zylindrische Gestalt und ist an ihrem der Betätigungsseite abgewandten axialen Ende bei 13 abgeschlossen. Die Gehäusebohrung Ii und die Einsatzbohrung 1 ί sind hierbei zueinander konzentrisch. Es ist weiterhin zu erkennen, daß die P-, R- und A-Anschlüsse 3» 2, 4, 3 annähernd rechtwinklig zur Gehäusebohrung 8 bzw. Einsatzbohrung 11 ausgerichtet s nd und zweckmäßigerweise in axialer Richtung gegeneinander versetzt sind, so daß, wenn man in axialer Richtung gemäß der Zeichnung nach F i g. 1 von unten nach oben sieht, zunächst die Leitung 2, dann die Leitung 4, dann die Leitung 3 kommt Hierbei erstreckt sich der Einsatzkörper 9 in axialer Richtung gesehen über eine Länge L, die größer als die Länge »/« der die Anschlüsse enthaltenden Gehäusepartie ist.

Der Einsatzkörper 9 besteht aus den oben dargeiegten Gründen aus einem der Betätigungsseite 6 zugewandten Oberteil 9a und aus einem Unterteil 9b an der gegenüberliegenden Seite. Oberteil und Unterteil sind koaxial zueinander. Sie sind so aneinandergesetzt und lückenlos zusammengefügt, daß ihre Außenflächen einen kontinuierlichen rotationssymmetrischen Körper bilden.

Es ist aus F i g. 1 und 2 zu erkennen, daß zu dem oben erwähnten Zweck der Erhöhung der Viiriationsmöglichkeiten einem Oberteil 9a zwei verschiedene Unterteile 9b bzw. 9'b zugeordnet sind, mit denen es wahlweise kombiniert werden kann und die jeweils eine von der zentralen Einsatzbohrung 11 bzw. 11' ausgehende radiale Verbindungsbohrungen 14 bzw. 15 aufweisen, wobei diese radiale Verbindungsbohru.ng 14 bzw. 15 in der unbetätigten Stellung — in beiden Figuren ist das Ventil jeweils in der unbetätigten Stellung gezeigt - im einen Falle — bei der Schließeranordriung nach F i g. 2 — die Verbindung zum P-Anschluß 2 und im anderen Falle — bei der Öffneranordnung nach F i g. 1 — die Verbindung zum R-Anschluß 4 herstellt. In beiden Fällen besitzt das Unterteil 9b bzw. 9'b eine Ringwand 16 bzw. 16', die sich von einer radialen Abschlußwand 17 bzw. 18 ausgehend in axialer Richtung erstreckt und die zentra'° Einsatzbohrung 11 in koaxialer Anordnung umgibt, wobei sie mit der Außenwand des Unterteils einen Zusatzraum 19 bzw. 19' bildet, der an seinem der Betätigungsseite zugewandten axialen Ende offen ist.

Dem Oberteil sind hierbei zwei verschiedene Unterteile zugeordnet, mit denen es wahlweise kombiniert werden kann, wobei in der unbetätigten Stellung in dem einen Falle der Zusatzraum 19 durch eine in axialer Richtung gesehen erste radiale Verbindungsbohrung 20 mit dem ι P-Anschluß (Fall der Fig. 1) und die zentrale Einsatzbohrung 11 durch die zweite radiale Verbindungsbohrung 14 mit dem R-Anschluß und in dem anderen Falle (Fall der Fig.2) der Zusatzraum 19' durch die zweite radiale Verbindungsbohrung 14' mit dem R-Anschluß u> und die zentrale Einsatzbohrung 11 durch die erste radiale Innenbohrung 20' mit dem P-Anschluß in Verbindung steht.

Das Ventilverschlußglied 5 ist von einer zentralen axialen und mit der Einsatzbohrung 11 des Einsatzkör- r> pers koaxialen Durchgangsbohrung 22 durchzogen, und an seinem der Betätigungsseite zugewandten Stirnende trägt dieses Ventilverschlußglied 5 einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 23, der als Ventilteller mit dem Ventilsitz am Einsatzkörper zusammenwirkt und >o einen Dichtungsring 24 aus einem Material mit gummi-elastischen Eigenschaften, z. B. Gummi, trägt, der in einer Ringnut des Ventilverschlußgliedes eingelegt und hierbei mit diesem durch Vulkanisieren verbunden ist Das Ventilverschlußglied 5 steht hierbei 2> unter der Wirkung einer sich am Einsatzkörper 9 abstützenden Druckfeder 25, die bestrebt ist, es vom abgeschlossenen Ende der Gehäusebohrung weg und zur Betätigungsseite hin zu drücken, das Ventilverschlußglied ist hierbei gegenüber dem Einsatzkörper mit Hilfe eines z. B. als O-Ring oder Quad-Ring ausgebildeten Dichtungsringes 26 abgedichtet Das Oberteil 9a des Einsatzkörpers 9 trägt den Ventilsitz 10, der am Einsatzkörper 9 angeformt ist und aus einem Ringvorsprung an der die Einsatzbohrung umgebenden Wandung des Einsatzkörpers besteht, der schräg nach innen und zum abgeschlossenen Bohrungsende hin gerichtet ist Die Druckfeder 25 ist bestrebt, das Verschlußglied 5 vom geschlossenen Ende der Gehäusebohrung 8 her an den Ventilsitz angelegt zu halten.

Zur Betätigung des Ventilverschlußgliedes 5 ist der Betätigungsstößel 6 vorgesehen, der an der dem abgeschlossenen Ende der Einsatzbohrung 11 des Einsatzkörpers 9 abgewandten Seite nach außen aus dem Gehäuse vorsteht und im Gehäuse in einer in diesem gehaltenen Führungsbüchse 30 geführt ist, wobei durch die Büchse und das Gehäuse ein Dichtungs- und Abstreifring 31 gehalten ist, der die Führungsbohrung für den Stößel nach außen hin abdichtet und der zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete, an dem so Stößelumfang anliegende Lippen 32,33 trägt, die schräg nach einander entgegengesetzten Seiten nach innen gerichtet sind und von denen die Lippe 33 zum Abdichten und die andere Lippe 32 zum Abstreifen der Stößel-Außenfläche dient. An seiner den Lippen abgewandten Seite besitzt der Ring einen radial nach außen gerichteten Halterungsvorsprung 34, der zwischen dem äußeren Stirnende der Führungsbüchse 30 und einem Vorsprung 35 in der Führungsbohrung des Gehäuses gehalten ist.

Das Ventilverschlußglied 5 ist von einer Druckfeder 40 durchzogen, die sich mit ihrem einen Ende an dem durch eine radiale Abschlußwand 41 des Unterteils 9b gebildeten Grund der Einsatzbohrung und mit ihrem anderen Ende an der dem Gehäuse-Inneren zugewandten Stirnfläche des Betätigungsstößels abstützt, indem sie in eine Vertiefung 42 an der Stirnseite des Betätigungsstößels einliegt, die von einem trompetenartig sich erweiternden Lippenansatz 43 umgeben ist, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des den Ventilsitz 10 bildenden Ringvorsprungs am Einsatzkörper entspricht. Die Feder ist bestrebt, den Betätigungsstößel vom Ventilverschlußglied entfernt zu halten.

Wenn man die Anordnung nach F i g. 1 in der dort dargestellten Ruhestellung oder Bereitschaftsstellung betrachtet, so ist zu erkennen, daß die Verbraucherstelle über die Bohrung 14, die zentrale Bohrung 11 und den Kanal 50 entlüftet ist, während die bei 2 angeschlossene P-Leitung abgeschlossen ist. Wird der Stößel betätigt, so wird der Dichtungsring 24 vom Ventilsitz abgehoben, hingegen die Lippe 43 an den Dichtungsring 24 angelegt, so daß diesmal die R-Leitung abgeschlossen ist und Druckluft vom P-Anschluß über den Kanal 20, den Ringraum 19 und den Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 10 und dem Ventilverschlußglied 5 sowie über den Kanal 50 zum Anschluß 3 strömen kann. Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist es umgekehrt: in der dort gezeigten Bereitschafts- oder Ruhestellung ist P direkt mit dem Verbraucher über die zentrale Einsatzbohrung verbunden, bei Betätigung des Stößels 6 wird Püber den Kanal 15, die zentrale Einsatzbohrung und den Kanal 14' mit R verbunden.

Sämtliche Innenteile sind von einer Seite her, nämlich von der der Betätigungsseite abgewandten, dem im Betriebszustand abgeschlossenen Ende der Gehäusebohrung zugewandten Seite her in diese Bohrung einschiebbar. Das Gehäuse kann z. B. aus Alu-Druckguß bestehen, der Einsatzkörper aus Metall, ebenso der Betätigungsstößel, der eine gehärtete Betätigungsstirnfläche haben kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisches Dreiwege-Ventil, das in einem Gehäuse Anschlüsse für die von der Druckluftquelle kommende Leitung, den sogenannten P-Anschluß, für die zum Verbraucher führende Leitung, den sogenannten Α-Anschluß, und für die Entlüftungsleitung, den sogenannten R-Anschluß, und eine axiale, einen Einsatzkörper, ein Verschlußglied und einen von außen betätigbaren, unter der Wirkung einer ihn nach außen drückenden Rückstellfeder stehenden Betätigungsstößel für das Verschlußglied enthaltende Gehäusebohrung aufweist, wobei der Betätigungsstößel an seiner im Gehäuse angeordneten Stirnseite Lippen, der Einsatzkörper eine mit einem der Anschlüsse verbundene axiale Einsatzbohrung und eioen Ventilsitz und das axial verschiebbare Verschlußglied einen an den Ventilsitz des Einsatzkörpers gasdicht anpreßbaren und zu den Lippen hingewandten Flansch besitzen und das Verschlußglied unter der Wirkung einer Feder steht, die es an den Ventilsitz anpreßt und bestrebt ist, es zum Betätigungsstößel hin zu bewegen, das Ganze derart, daß sich beim Betätigen des Betätigungsstößels der Flansch des Verschlußgliedes an die Lippen des Betätigungsstößels gasdicht anlegt und hierbei vom Ventilsitz des Einsatzkörpers getrennt wird, und wobei zusätzlich zur Einsatzbohrung ein Zusatzraum vorgesehen ist, der bei Betätigung des Verschlußgliedes mit dem Verbraucheranschluß verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung (8) das Gehäuse (1) ganz durchzieht, daß die den Einsatzkörper (9) durchziehende zentrale und axiale Einsatzbohrung (11) das Verschlußglied aufnimmt und der Einsatzkörper (9) aus einem Oberteil (9a) und jeweils einem von zwei verschiedenen Unterteilen (96, 9'b) besteht, mit denen das Oberteil (9a) wahlweise kombiniert werden kann, wobei die Unterteile jeweils den Zusatzraum (19') enthalten und einerseits jeweils eine von der Einsatzbohrung (11, 11') ausgehende erste radiale Verbindungsbohrung (14, 15) und andererseits eine vom Zusatzraum (19') ausgehende zweite radiale Verbindungsbohrung (14', 15') aufweisen, derart, daß in dem einen Unterteil die erste radiale Verbindungsbohrung mit dem P-Anschluß und die zweite radiale Verbindungsbohrung mit dem R-Anschluß und in dem anderen Unterteil die erste radiale Verbindungsbohrung mit dem R-Anschluß und die zweite radiale Verbindungsbohrung mit dem P-Anschluß Verbindung haben, und daß das vom Betätigungsstößel (6) abgewandte Ende der Gehäusebohrung (8) durch das jeweilige Unterteil (9b, 9'b) gasdicht abschließbar ist

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (9b, 9'b) eine sich von einer radialen Abschlußwand (17,18) ausgehend in axialer Richtung erstreckende und die Einsatzbohrung (11) in koaxialer Anordnung umgebende Ringwand (16, 16') besitzt, die mit der Außenwand des Unterteils den ringförmig ausgebildeten Zusatzraum (19, 19') bildet.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Innenteile von der der Betätigungsseite abgewandten Seite her in die Gehäusebohrung einschiebbar sind.