DE4416056C2 - Wegeventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil mit einem Druckmittelanschlüsse aufweisenden Ventilgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Wegeventil ist aus der DE 40 27 610 A1 bekannt. Aus dem DE 93 02 107 U1 ist ein zweigeteiltes Ventilgehäuse bei einem Wegeventil bekannt mit Druckmittelanschlüssen und einem Ventilschieber, der Durchgangsöffnungen aufweist, die quer zur Ventilschieberlängsachse durch den Ventilschieber hindurch verlaufen. Der Folien­ schieber ist aus Metall ausgebildet und eine Ventilkammer ist so angeordnet, daß dies einer Anordnung in Teilkammern entspricht.

Weiterhin sind Wegeventile vergleichbarer Art aus dem Firmenprospekt von HOERBIGER "ISO-Ventile S. 9 . . . die neue Generation" bekannt. Die Abbildungen zeigen ein Ventil, bei welchem die Druckmittelanschlüsse in inner­ halb des Gehäuses nahe am Ventilschieber angeordnete Ringnuten münden. Der Ventil­ schieber ist hierbei über beidseitig angeordnete Steuerkolben verschiebbar. Der Ventilschieber selbst ist über definierte Abschnitte hinsichtlich seiner Außenabmessungen im Bereich der Dichtungen abschnittsweise verjüngt ausgebildet.

Dadurch wird erreicht, daß je nach Ventilschieberposition von einer zu anderen Ringnut durch­ geschaltet wird. Solche Ventile sind weit verbreitet, und haben sich in der Vergangenheit auch bewährt. Betrachtet man jedoch die Luftführung innerhalb des Ventiles genau, so erkennt man, daß wenn von einem Druckmittelanschluß zum anderen durchgesteuert wird, die Luftführung erheblich umgelenkt ist. Diese Umlenkung innerhalb des Ventiles wirkt sich strömungs­ dynamisch nachteilig aus. Es entstehen damit teilweise erhebliche Strömungswiderstände. Generell hat die Pneumatik gegenüber der Hydraulik jedoch den allgemeinen Vorzug, schnellere Stellzeiten beispielsweise bei Arbeitszylindern erreichen zu können. Dies verdankt man der höheren Dynamik von Druckluft gegenüber Druckflüssigkeiten. Demnach ergibt sich, daß Ventile mit einer entsprechend umgelenkten Durchströmung im durchgesteuerten Fall, Strömungswiderstände in der Speisung von pneumatischen Stellgliedern erzeugen, die störend sind, und die Stellzeiten nachteilig beeinflussen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß eine möglichst verlustfreie direkte Durchströmung im durchge­ schalteten Zustand erreicht werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Wegeventil der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Ventilschieber weist somit in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung keine Umlenkungen mehr auf, über die der Druckmittelstrom im durchgeschalteten Zustand geführt wird. Erreicht der Ventilschieber eine Position bei dem die Schaltabschnitte bzw. die erfindungsgemäßen Durchgangsöffnungen des Ventilschiebers einen Durchgang zwischen den sich gegenüberliegenden Anschlüssen P (Druckmittelversorgungsanschluß) und A oder B (Arbeitsleitungsanschlüsse) schaffen, so wird der Druckmittelstrom geradlinig vom Druckmittelversorgungsanschluß P in die entsprechende Arbeitsleitung A oder B geführt. Eine Umlenkung findet hierbei also nicht statt. Das hat zum Vorteil, daß im durchgeschalteten Zustand das Druckmittel geradlinig und strömungstechnisch relativ ungestört das Ventil durchströmen kann.

Die Druckmittelanschlüsse sind auch bei diesem Ventil sich zum Teil gegenüberliegend angeordnet. Zwischen ihnen liegt dann jeweils der Ventilschieber. So sind beispielsweise auf einer Seite der Druckmittelversorgungsanschluß P sowie die Entlüftungsanschlüsse R und S und auf der gegenüberliegenden Seite sind die beiden Arbeitsleitungsanschlüsse A und B. Dabei sind die Anschlüsse R, P und S auf einer Seite des Wegeventiles senkrecht zur Richtung der Ventilschienerachse nebeneinandergereiht und auf der gegenüberliegenden Seite sind auch die Arbeitsleitungsanschlüsse A und B entlang der Ventilschieberachse nebeneinandergereiht angeordnet. In erfindungsgemäßer Ausgestaltungsfächern zumindest die Druckmittelanschlüsse P sowie die Arbeitsleitungsanschlüsse A und B in mindestens zwei parallel angeordnete Kammern auf, wobei gegenüberliegende Kammern teilweise überlappend, jedoch durch den Ventilschieber getrennt angeordnet sind.

So weist beispielsweise der Druckmittelversorgungsanschluß P sowie die Arbeitsleitungsanschlüsse A und B jeweils zwei entlang der Ventilschieberachse angeordnete Teilkammern auf. Die Anordnung der Teilkammern zueinander ist dabei derart gewählt, daß beispielsweise eine der Teilkammern des Druckmittelversorgungsanschlusses P bei entsprechender Durchsteuerung durch die entsprechende Ventilschieberposition geradlinig in eine der Teilkammern des Arbeitsleitungsanschlusses A mündet und bei entsprechend anderer Ventilschieberposition die andere Teilkammer des Druckmittelversorgungsanschlusses P geradlinig in eine der beiden Teilkammern des Arbeitsleitungsanschlusses B mündet. Die jeweils zweite Teilkammer der Arbeitsleitungsanschlüsse A und B münden dabei je nach Ventilschieberposition geradlinig in den Entlüftungsanschluß R bzw. S. Somit ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1 in Verbindung mit der Ausgestaltung der Druckmittelanschlüsse in Teilkammern eine sehr vorteilhafte Kombination die es ermöglicht, eine geradlinige direkte und widerstandsarme Durchströmung im durchgeschalteten Zustand zu erreichen.

Das eigentliche Ventilgehäuse, in welchem der Ventilschieber sowie die Druckmittelanschlüsse bzw. deren Kammern angeordnet sind, ist dabei aus zwei Teilen gefertigt die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch die Ventildeckel, welche im übrigen Steuerkolben als Antriebe enthalten können, zusammengehalten werden. Der Ventilschieber ist in vorteilhafter Ausgestaltung als Flachschieber ausgebildet, welcher fertigungstechnisch extrem einfach herzustellen ist. Hierbei ist kein aufwendiges Drehteil mehr notwendig, sondern der Ventilschieber kann im einfachsten Fall aus einem Blechstreifen bestehen.

Die Ausführung der Schaltabschnitte aus Durchgangsöffnungen begünstigt in diesem Falle die Verwendung eines solch einfach gestalteten Ventilschiebers. Somit ist das gesamte erfindungsgemäße Ventil funktionsmäßig hinsichtlich der nunmehr erreichen geradlinigen Durchströmung vorteilhaft. Darüber hinaus ist es durch den Flachschieber sehr kleinbauend und besteht aus wenig Einzelelementen. Um die Einfachheit der klein- bzw. flachbauende Weise zu unterstützen, ist dabei in erfindungsgemäßer Ausgestaltung der bzw. die Steuerkolben als Flachkolben oder Ovalkolben ausgebildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Ansicht des erfindungsgemäßen Ventiles in Längsschnittdarstellung.

Fig. 2 Querschnittsdarstellung zu Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Ventiles in Längsschnittdarstellung. Innerhalb eines Ventilgehäuses bzw. Ventilkörpers 5 ist ein Ventilschieber 1 verschieblich angeordnet. Dieser Ventilschieber 1 ist durch einen Steuerkolben 2 angetrieben. Dieser Steuerkolben 2 ist in diesem Beispiel innerhalb eines Ventilgehäusedeckels 4 integriert. Der Ventilschieber 1 besteht aus einem Blechstreifen, welcher als Schaltabschnitte Durchgangsöffnungen 3 enthält. Die Schaltabschnitte sind somit entgegen dem bekannten Stand der Technik nicht mehr durch Verjüngungen des Ventilschiebers erzeugt sondern durch die erfindungsgemäßen hier dargestellten Durchgangsöffnungen 3.

Das Ventilgehäuse weist Druckmittelanschlüsse R, P, S sowie A und B auf, wobei P der Druckmittelversorgungsanschluß ist, R und S sind Entlüftungsanschlüsse, A und B sind Arbeitsleitungsanschlüsse. Ferner ist hier zu erkennen, daß beispielsweise der Druckmittelversorgungsanschluß in die Teilkammern 20 und 21 auffächert. Der Arbeitsleitungsanschluß A fächert in die Teilkammern 30 und 31 und der Arbeitsleitungsanschluß B in die Teilkammern 10 und 11 auf. In dieser dargestellten Stellung des Ventilschiebers befindet sich ein aus Durchgangsöffnungen bestehender Schaltabschnitt im unteren Teil derart, daß die Teilkammer 10 des Arbeitsleitungsanschlusses B in die Teilkammer 21 des Druckmittelversorgungsanschlusses P mündet. Der obere Schaltabschnitt bzw. die oberen Durchgangsöffnungen stellen einen Durchgang zwischen der Teilkammer 30 des Arbeitsleitungsanschlusses A zum Entlüftungsanschluß R auf. Ferner sind die Stege zwischen den einzelnen Druckanschlüssen mit angeformten Dichtungen 7 versehen, die gegen den Ventilschieber den einen vom anderen Druckmittelanschluß druckmittelmäßig abdichten. Der Steuerkolben 2 enthält im übrigen auch eine Dichtung 8, die entweder eingesetzt oder an den Steuerkolben angeformt sein kann.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung zu Fig. 1 entsprechend der Schnittkennzeichnung in Fig. 1. So zeigt Fig. 2 den Querschnitt des Ventilschiebers 1, der hier als flaches Rechteck erscheint. Der Ventilschieber kann daher in einfachster Ausführung aus einem Blechstreifen bestehen. Die Schaltabschnitte sind hierbei als Durchgangsöffnungen 3 zu erkennen. In diesem Falle wird bei dieser Stellung des Ventilschiebers der Arbeitsleitungsanschluß A zur Entlüftung R durchgeschaltet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht das Ventilgehäuse aus zwei Gehäusehälften, die so ausgebildet sind, daß um die medienführenden Kanäle herum Dichtungen angeordnet sind. Diese Dichtungen können wie dargestellt angeformt oder eingelegt sein. Durch die Zweiteilung des Gehäuses ist das natürlich sehr einfach möglich. Die Gehäusehälften können auch an der einen Trennfuge mit einem Filmscharnier verbunden sein, was die Montage erleichtert.

Die Deckel beinhalten, wie dargestellt, die Steuerkolben zum Verschieben des Schiebers, und haben weiterhin die Aufgabe, die Gehäuseteile zusammenzuhalten. Gegenüber herkömmlichen Ventilen weist dieses erfindungsgemäße Ventil die konstruktive Besonderheit hinsichtlich der Druckmittelanschlüsse P, A, und B auf, wobei im Inneren des Gehäuses diese Anschlüsse in jeweils zwei Teilkammern auffächern. Dies ermöglicht dann die Anordnung der Kanäle in der Weise, wie oben dargestellt, daß nämlich die zu verbindenden Kanäle genau gegenüberliegen und bei entsprechender Stellung des Schiebers das Druckmittel direkt beispielsweise von P nach A strömen kann.

Claims (12)

1. Wegeventil mit einem Druckmittelanschlüsse aufweisenden Ventilgehäuse, innerhalb welchem ein mittels Antrieb verschiebbarer Ventilschieber angeordnet ist, wobei der Ventil­ schieber mindestens einen Schaltabschnitt aufweist, über welchen je nach angefahrener Ventil­ schieberposition eine oder mehrere Druckmittelanschlüsse zueinander durchgeschaltet werden können, und bei dem der Schaltabschnitt bzw. die Schaltabschnitte des Ventilschiebers aus Durchgangsöffnungen besteht bzw. bestehen, welche quer zur Ventilschieberlängsachse durch den Ventilschieber hindurchverlaufen dadurch gekennzeichnet,

• - daß sich der Druckmittelversorgungsanschluß (P) im Ventilgehäuse (5) gegenüber den Arbeitsleitungsanschlüssen (A, B) befindet und sich zum Ventilschieber (1) hin in zwei Kammern (20,21) auffächert,
• - daß sich die Arbeitsleitungsanschlüsse (A, B) zum Ventilschieber (1) hin in jeweils zwei parallel angeordneten Kammern (10, 11, 30, 31) auffächern derart, daß jeweils eine Kammer (10, 31) jedes Arbeitsleitungsanschlusses (A, B) bei entsprechender Ventilschieberposition geradlinig in den Druckmittelversorgungsanschluß (P) münden und die übrigen Kammern (11, 30) der Arbeitsleitungsanschlüsse (A, B) geradlinig in die Entlüftungsanschlüsse (R, S) münden.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (1) als Flachschieber ausgelegt ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (1) aus einem Blechstreifen gefertigt ist.

4. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (1) aus gleitintensiviertem Kunststoff besteht.

5. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (5) aus zwei Gehäusehälften besteht, welche von einem Rahmen in montierter Position zusammengehalten werden.

6. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Ventilschieber (1) aus einem druckmittelbetriebenen Steuerkolben (2) besteht.

7. Wegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Steuerkolben (2) oval ausgeführt ist.

8. Wegeventil nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerkolben (2) einstückig Dichtungen (8) angeformt sind.

9. Wegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungen (7) einstückig innerhalb mindestens einer Gehäusehälfte angeformt sind.

10. Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehälften entlang der Trennfuge einer Seite über ein Filmscharnier miteinander verbunden sind.

11. Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (5) Deckel (4, 6) vorgesehen sind, in welchen Steuerkolben (2) integriert sind.

12. Wegeventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (4, 6) so ausgebildet sind, daß sie die Gehäusehälften des Ventilkörpers (5) in Funktionslage zusammenhalten.