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Zweiwegeventil mit drei VentilanschluBrâumen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Zweiwegeventil mit drei VentilanschluBrâumen für Regler aller Art,
insbesondere für Temperaturregler. Bei derartigen Zweiwegeventilen sind drei durch
gesteuerte Ventildurchgânge voneinander getrennte Anschlul3stutzen vorgesehen, welche
je naçh der Stellung des V,entilverschluBkôrpers inverschiedenerWeise miteinander
in Verbindung gebracht werden kdnnen. Vor allem dienen -derartige Zweiwegeventile
zum Einbau in Leitungssysteme, bei denen ein durch eine Eintrittsleitung in das
Ventil einstr8mendes Medium entweder durch die eine Oder durch die andere der beiden
Austrittsleitungen oder auch teilweise durch die Bine und teilweise du.rch die ande@re
Aulstribtsleitung abgeführt werden soli.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind zwei j e für sich
von Hand verstellbare Zweiwegeventile in einem gemeinsamen Gehâuse vereinigt, und
zwar dient diese Vorrichtung dazu, ein Treibmittel entweder einem Verbraucher unmittelbar
odes unter Zwischenschaltung eines weiteren Apparates zuzuführen.
Jedes
der beiden Zweiwegeventile besteht aus einem Doppelsitzventilkegel, der mit zwei
festen Ventilsitzen zusammenarbeitet, v on denen jeder den Durchgang von dem Eintrittsraum
nach einer der beiden Austrittsleitungen bildet. Eine derartige Ausbildung eines
Zweiwegeventils ist jedoch für die selbsttâtige Steuerung, beispielsweise durch
einen Ihermostaten, nur schlecht brauchbar, da der Doppelsitzventilkegel nicht entlastet
ist und zu seiner Verstellung daher erhebliche Krâfte notwendig sind.
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Bei einem âhnlich ausgebildeten Zweiwegeventil besteht der Ventilkilrper
aus zwei miteinander starr verbundenen Einsitzventilkegeln, v on denen der eine
in der einen, der andere in der anderen Endstellung auf einem zugehdrigen festen
Ventilsitz aufsitzt. Auch dieses bekannte Ventil ist für Handbedienung eingerichtet
und weist im fibrigen ebenfalls den N?achteil auf, daO es nicht entlastet ist.
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SchlieBlich ist ein Zweiwegeventil bekannt, bei welchem zwei ineinander
verschiebbare V entilk5rper v orgesehen sind, die in der Ruhelage durch eine zwischen
beiden angeordnete Feder auf ihre festen Sitze gedrüçkt werden. Die ôffnung des
einen Ventilktirpers erfolgt durch den Druck einer V entilstange, wâhrend zur Üffnung
des zweiten Ventilk&rpers der Überdruck in der Steuermittelzuleitung dient.
Auch hierbei sind die Ventilkdrper nicht entlastet, und überdies ist dieses bekannte
Ventil nicht brauchbar, wenn verlangt wird, daB in einer bestimmten Steuerstellung
beide Ventildurchgânge gleichzeitig mehr oder weniger offen gehalten werden ki?nnen.
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Um drei getrennte VentilanschluBrâume in v erschiedener Weise miteinander
in Verbindung bringen zu kônnen, hat man auch schon einen Rohrschieber ver,%vendet.
Dieser Rohrschieber, dessen Hohlraum stândig mit dem einen Ventilraum in V erbindung
steht, legt sich in seinen beiden Grenzstellungen mit einer ringfürmigen Stirnflâche
auf eine obere Oder untere fente Sitzflâche auf. Ein Nachteil dieser Konstruktion
ist darin zu sehen, daB die Führung, in der der Rohrschieber verschiebbar gelagert
ist, gleichzeitig das strômende Medium abdichten muB, was nur schwer oder unvollkommen
erreichbar ist und zu einem Klemmen der Führung des Rohrschiebers Anlaâ geben kann.
AuBerdem ist der Rohrschieber, wenn er auf dem einen Oder dem anderen Sitz aufliegt,
ebenfalls nicht entlastet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweizvegeventil zu schaffen,
welches unter Ausnutzung der Vorteile derDoppelsitzventile in jeder Stellung entlastet
ist und einen einfachen Aufbau aufweist. Insbesondere wird durch die Erfindung auch
eine geringe Bauhërhe angestrebt, wodurch gleichzeitig das gesamte Ventilgehâuse
verkleinert und Material gespart werden kann.
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Die Erfindung besteht darin, daB in den beiden Enden des einzigen
Ventilkdrpers doppelt wirkende Ventilkegel angeordnet sind, die mit je zwei gegenüberliegenden
Ventilsitzen zusammenarbeiten, zwischen denen sich die in den zweiten bziv. dritten
AnschluBraum führenden Ventildurchgânge befinden. Die beiden doppelt wirkenden Ventilkegel
arbeiten mit ihren zugehôrigen Ventilsitzen derart zusammen, daB nie in den Endstellungen
des Ventilkôrpers die zwischen den Ventilsitzpaaren befindlichen Ventildurchgünge,
von denen jedes in einen anderen Anschluflraum führt, freigeben bzw. absperren.
In den Zwischenstellungen des Ventilkdrpers sind die beiden Ventildurchgânge mit
grdBerem Oder kleinerem Durchtrittsquerschnitt gleichzeitig geüffnet. Durch die
Erfindung wird erreicht, daB der Druck in der Zuleitung stets von zwei Seiten in
entgegengesetzten Richtungen auf den Ventilkdrper einwirkt, so daB dieser vollkommen
entlastet ist und zu seiner Verstellung keine nennenswerten Krâfte erfordert.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des Zweixvegeventils
gemâB der Erfindung, bei welcher der Ventilkdrper als Hohlkdrper ausgebildet ist,
dessen Hohlraum in an sich bekannter `Veine mit einem der Ventilanschluflrâume in
Verbindung steht und an dessen beiden Enden die als Ringe ausgebildeten, doppelt
wirkenden Ventilkegel angeordnet sind. Diese Ausführungsform gestattet eine ganz
besondere Vereinfachung und Verkleinerung des Zweiwegeventils, weil die sonst übereinander
angeordneten doppelten Ventilkegel zusammengefagt sind, und die Strômung durch den
hohlen Ventilkdrper selbst erfolgen kann. Der Hohlraum des Ventilkdrpers ist durch
einen âuBeren Véntilsitzring hindurch mit dem einen AnschluB-raum des Ventils in
stândiger Verbindung.
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AuBerdem ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung môglich, den
Hohlraum auch über einen Umführungskanal durch dengegenüberliegenden âugeren Ventilsitzringhindurch
mit demselben. AnschluBraum in Verbindung zu setzen, so daB das strbmende --\Iedium
von beiden Seiten in bzw. an den Hohlkfirper gelangt und entsprechend rancher durch
die Ventildurchgânge abstrdmt.
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Ein erfindungsgemâl3 ausgebildetes Zweiwegeventil kann für die verschiedensten
Zwecke verwendet werden. Es eignet sich dan Zweiwegeventil besonders als Temperaturregler,
wobei ein innerhalb oder auBerhalb des Ventilgehâuses angeordnetes temperaturempfindliches
Organ den Hohlkdrper mit den beiden V entilkegelringen steuert. Eine derart
ïge
Vorrichtung eignet sîch z. B. als Kühlwasserregler, als Zweiwegeventil für Heizungsanlagen
od. dgl., als Mischventil, Ol-oder Schmierstofftemperaturregler, Frisch-und Abdampfzusatzregler
od. dgl. An Stelle eines temperaturempfindlichen -Organs kann das Zweiwegeventil
auch mit einem druckempfindlichen Organ verbunden werden, so daB es als Druckregler,
Druckminderer oder Überstrbmventil verwendet werden kann. Vorrichtungen dieser Art
sind auf den verschiedensten Gebieten anwendbar, z. B. für stationâre Anlagen, Land-,
Luft- und Wasserfahrzeuge od. dgl. Gerade für den Einbau auf Fahrzeugen ist das
Zweiwegeventil gemâB der Erfindung infolge seiner gedrângten Bauart vorteilhaft.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
welche beide einen Ventilk&rper aufweisen, der in der erwâhnten Weise als Hohlkdrper
ausgebildet ist. Es zeigt Fig. i im Lângsschnitt ein Zweiwegeventil gemâfl der Erfindung;
Fig. 2 ist ein halber Querschnitt nach der Li,nie A-B dër Fig. i, und Fig.3 stellt
im Lângsschnitt Bine weitere Ausführungsform eines Zweiwegeventils gemâfl der Erfindung
dar.
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Gemâe den Ausführungsbeispielen besteht das Zweiwegeventil aus einem
Ventilgehâuse i mit drei voneinander getrennten AnschluB-râumen 2, 3 und ç. Diese
Anschluflrâume 2, 3 und ¢ sind in der üblichen Weise mit AnschluBflanschen od. dgl.
zur Verbindung mit den verschiedenen Leitungen versehen. Beispielsweise mage der
AnschluBraum 2 den Eintrittsraum bilden, wâhrend der Austritt in die beiden Zweigleitungen
wahlweise bzw. gleichzeitig durch die AnschluBrâume 3 und q. erfolgt.
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Im Innern des Ventilgehâuses i ist axial beweglich ein ring- Oder
rohrfdrmiger Hohlk5rper 5 angeordnet, der an seinem unteren Ende mit ëinem Ventilkegelring
6 und an seinem oberen Ende mit einem Ventilkegelring 7 versehen ist. Die Ventilkegelringe
6 und 7 k@nnen gemâB Fig. i auf den Hohlkôrper 5 aufgeschraubt oder gemâB Fig. 3
mit dern Hohlkdrper 5 flanschartig aus einem Stück gebildet sein.
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Der untere Ventilkegelring 6 arbeitet mit zwei gegenüberliegenden
Ventilsitzen 8 und 9 zusammen, zwischen denen sich ein Ventldurchgang io befindet,
der in den AnschluB-raum 3 führt.
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Der obere Ventilkegelring 7 arbeitet mit zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen
i i und 12 zusammen, zwischen denen sich ein Ventildurchgang 13 befindet,
der in den AnschluBraum 4 führt. Die mittleren Ventilsitzë 9 und i i werden zweckmâflig
von den beiden Enden eines gemeinsamen Sitzringes 1q. gebildet, der in einer mittleren
Sitzbrücke 15 befestigt ist. Der untere Ventilsitzring 8 ist in eine weitere Sitzbrücke
16 eingeschraubt oder eingesetzt. Der obere Ventilsitzring i2 kann ebenfalls, wie
Fig. i zeigt, in eine eingegossene Sitzbrücke 17 eingeschraubt sein. Er kann
aber auch gemâB Fig. 3 am freien Ende des Einsitzringes 18 eines Gehâusedeckels
ig befestigt sein.
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An dën Ventilsitzringen sind in bekannter Weise parallel zur Lângsachse
des Hohlk5rpers 5 verlaufende Führungsstege od. dgl. angeordnet. Der Hohlkdrper
s selbst wird in beliebiger Weise betâtigt. Beispielsweise ist der Hohlkdrper 5
mittels eines Steges 2o über ein zweckmâBig gelenkiges Verbindungsstück 21 mit einer
Ventilstange odes Ventilspindel 22 verbunden, die durch eine Bohrung 23 des Ventilgehâuses
i und einen durchbohrten AnschluBnippel24 nach auBen ragt. An dem AnschluBnippel24
kann beispielsweise der Arbeitskôrper eines Temperaturfühlers befestigt sein. Ein
derartiger Temperaturfühler kann selbstverstândlich auch unmittelbar mit der Ventilspindel
212 verbunderi sein, ebenso wie ein Thermostat auch innerhalb des Ventilgehâuses
selbst an Stelle der Ventilspindel 22 angeordnet sein kann.
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Im oberen Teil des Ventilgehâuses i kann eine Rückdruckfeder 25 untergebracht
sein, die sich einerseits gegen den Gehâusedeckel i9 ünd andererseits gegen ein
stegfdrmiges, mit dem Hohlkdrper 5 verbundenes Widerlager 26 abstützt.
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Bei der in Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsform des Zweiwegeventils
steht der untere AnschluBraum 2 durch einen Umführungskanal 27 (s. Big. 2) mit dem
oberen, unter dem Deckel ig bëfindlichen Gehâuseraum 28 in Verbindung, so daB das
strdmende Medium auch von oben her durch dën Ventilsitzring 12 in den Hohlkdrper
5 bzw. durch die Ventildurchgânge 13 und io strdmen kann.
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Die Z:weiwegeventile sind in der Zeichnung in einer Lage dargestellt,
bei welcher sich der Hohlkï5rper 5 mit seinen 'Ventilkegelringen 6 und 7 in seiner
unteren Endstellung befindet. Diese Stellung mage, wenn es sich üm ein tëmperaturgesteuertes
Zweiwegeventil handelt, beispielsweise bei einer unteren Temperaturgrenze eingenommen
werden. Das strdmende Medium, welches in den Ventilanschlüeraum2 in Richtung des
Pfeils eintritt, flieBt hierbei durch den Ventilsitzring 8 und den hohlen Ventilkdrper
5 und gelangt durch den offenën Ventildurchgang 13 in den Austrittsraum 4..
Bei der Ausführungsform gemâB Fig. i und 2
kann das strdmende 3-Iedium
auUerdem durch den Umführungskana127 in den oberen Ventilraum 28 gelangen und von
dort durch den Ventilsitzring 12 und den offenen '*#,'-entildurchgang 13 abstrdmen.
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Wenn nun die Temperatur ansteigt, so wird der Holilkbrper 5 mittels
der Ventilspindel 22 nacli oben gedrückt. Hierbei heben sich die Vëntilkegelringe
6 und 7 von den Ventilsitzen 8 und i i ab und nâhern sich den Ventilsitzen 9 bzw.
12, gegen welche sie sich in ihrer oberen Endstellung legen. In dieser oberen Endstellung
ist dann der obere Ventildurchgang 13 abgesperrt, wâhrend der untere Ventildurchgang
io gedffnet ist, so daB das strümende Medium nunmehr in den Austrittsraum 3 abstrdmt.
In den Z-%v ischenstellungen des Hohlkdrpers 5 kann das stri?mende Medium teilweise
durch den Ventildurchgang io in den Austrittsraum 3 und teilweise durch den Ventildurchgang
13 in den Austrittsraum 4 strdmen. Die jeweiligen Teilmengen richten sich nach der
Stellung des Hohlkdrpers 5.
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Auf diese Art kann man beispielsweise bei einem temperaturgesteuerten
Kühlwasserregler das vom Motor kommende, in den Eintrittsï-aum2 str8mende Kühl-,vasser
je nach der Kühlwassertemperatur durch den Austrittsraum d. in eine den Kühler umgehende
KurzschluBleitung oder durch den Austrittsraum 3 in eine durch den Kühler führende
Zweigleitung führen. Eine fhnliche Anordnung und Wirkungsweise ergibt sich für ein
Ziveiwegemischventil in Heizungs- oder Wârmeaustauschanlagen, bei denen das vom
Kessel kommende heiBe Wasser entweder durch den Wârmeaustauscher Oder unmittelbar
durch eine KurzschluBleitung oder in entsprechenden Teilverhâltnissen durch das
Leitungssystem geführt wird. Bei Cl- Oder Schmierstofftemperaturreglern erfolgt
die Anwendung entsprechend. Wenn die Spindel22 durch ein druckempfindliches Organ,
beispielsweise eine Membran Oder einen Federbalg, gesteuert wird, so bewegt sich
der Hohlkôrper 5 in Abhângigkeit von den Druckschwankungen. In dieser und âhnlicher
Weise kann das Zweiwegeventil gemâ13 der Erfindung für die verschiedensten Zwecke
und Anwendungsgebiete verwendet werden.