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Steuerventil
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Leistung verwendet werden können, deren Erregung, z. B. durch eine Programmiereinrichtung, ferngesteuert werden kann. Durch entsprechende Bemessung der Durchgangsöffnung des Ventilsitzes und Wahl eines relativ grossen Verstellweges des Ventilgliedes kann ein sehr kleiner Strömungswiderstand in der Durchgangsöffnung erreicht werden.
Das erfindungsgemässe Steuerventil kann in vorteilhafter Weise verschiedenen Betriebserfordernissen angepasst und auch zu Ventilgruppen vereinigt werden, die an eine gemeinsame Zu- und Ableitung angeschlossen werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf einige in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Steuerventil und Fig. 2 zeigt dieses Steuerventil in einem der Fig. 1 ähnlichen, aber in einer andern Ebene verlaufenden Schnitt, aus dem andere Einzelheiten der Konstruktion ersichtlich sind und in dem sich bestimmte Teile in einer andern Arbeitsstellung befinden. Fig. 3 ist ein in grösserem Massstab dargestellter Schnitt durch einen Teil des Ventils nach Fig. l, wobei bestimmte Teile eine andere Stellung wie in Fig. 1 einnehmen. Fig. 4 zeigt in kleinerem Massstab in einer perspektivischen Teilansicht andere Einzelheiten. In Fig. 5 ist in grösserem Massstab ein Haltering für einen Rundschnurring teilweise abgebrochen in perspektivischer Ansicht dargestellt.
Die Fig. 6 - 9 zeigen in grösserem Massstab den schrittweisen Zusammenbau der Rundschnurringe und Halteringe mit dem Ventilglied. Fig. 10 ist ein der Fig. 1 ähnlicher Längsschnitt und zeigt ein erfindungsgemässes Ventil mit abgewandeltem Steuermechanismus ; Fig. 11 ist ein Schnitt durch einen Teil des in Fig. 10 dargestellten Ventils, wobei sich einzelne Teile in andern Stellungen befinden. Fig. 12 zeigt in auseinandergezogener Schnittansicht mehrere in den Fig. 10 und 11 dargestellte Einzelteile. In Fig. 13 ist in grösserem Massstab eine andere, bei dem in Fig. 10 dargestellten Ventil verwendete, abgeänderte Ausführungsform der Halteringe dargestellt. Fig. 14 zeigt in einer der Fig. 10 ähnlichen teilweise geschnittenen Ansicht eine abgewandelte Ausführung.
In Fig. 15 ist in perspektivischer Teilansicht ein im Rahmen der Erfindung vorgesehener Sockelteil dargestellt, Fig. 16 zeigt in kleinerem Massstab in einer perspektivischen Ansicht zu einer Gruppe zusammengebaute Sockelteile nach Fig. 15, Fig. 17 ist ein der Fig. 10 ähnlicher Teilschnitt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässenSteuerventils'zeigt und schliesslich ist in Fig. 18 ein Querschnitt längs der Linie 18-18 in Fig. 17 dargestellt.
Das in Fig. 1 dargestellte Steuerventil nach der Erfindung besteht aus drei Hauptabschnitten ; ein Unterteil 10, ein Gehäuse 11 und eine Kappe 12 sind auf geeignete Weise miteinander verbunden. Im vorliegenden Falle erstrecken sich Kopfschrauben durch fluchtende Öffnungen der Kappe und des Gehäuses und sind im Unterteil verschraubt, um so die drei Ventilabschnitte lösbar miteinander zu verbinden.
Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, weist die Kappe 12 zwei von einander gegenüberliegenden Stellen ausgehende Ansätze 112 auf, durch welche sich die Schäfte von Kopfschrauben 212 erstrecken. Um eine schnelle Montage bzw. Demontage der Kappe vom Gehäuse 11 des Ventils zu gewährleisten, weist jeder Kappenansatz einen Schlitz 312 zum Durchführen der Kopfschraubenschäfte auf. Daher ist zur Demontage der Kappe 12 vom Gehäuse nur ein leichtes Lockern der Kopfschrauben und eine anschliessende Verdrehung der Kappe inPfeilrichtung zum Lösen der Kappenansätze unter den Schraubenköpfen erforderlich. Die Kappe kann dann einfach vom Gehäuse 11 abgehoben werden.
Der Unterteil 10 enthält verschiedene Flüssigkeitskanäle sowie Einrichtungen, über welche die üblichen Anschlüsse für das Arbeitsmedium und für elektrische Energie zum Ventil hergestellt werden ; das Gehäuse 11 enthält die relativ zueinander verschiebbaren Ventilteile, welche den Strom des Mediums zuoder von der mit dem Ventil verbundenen Einrichtung steuern ; die Kappe 12 enthält den elektrisch angetriebenen Mechanismus, welcher die Bewegung der im Gehäuse verschiebbaren Teile steuert.
Das Gehäuse 11 ist mit einer durchlaufenden Mittelbohrung versehen ; in radialem Abstand um diese Bohrung 13 sind mehrere Kammern 15, 16, 17 und 18 (die letztere ist in Fig. 2 ersichtlich) für das Medium vorgesehen, die gegen die Grundfläche des Gehäuses hin offen sind und mit verschiedenen, unter gegenseitigem axialem Abstand angeordneten Abschnitten der Bohrung 13 in Verbindung stehen. Bei der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Anordnung des Gehäuses 11 auf dem Unterteil 10 fluchten die Kammern 15-18 mit zugeordneten Kanälen, welche die gleiche Bezugsziffer mit der vorgesetzten Ziffer 1 aufweisen. Diese Kanäle des Unterteiles stehen mit zugeordneten, mit Gewinde versehenen Ventilöffnungen in Verbindung, welche die gleiche Bezugsziffer mit einer vorgesetzten Ziffer 2 aufweisen.
Um einen Austritt des Mediums zwischen den aneinanderliegenden Flächen des Gehäuses 11 und des Unterteiles 10 zu verhindern, können geeignete Dichtungen 19 zwischen diesen Teilen eingeschaltet werden.
Diese Dichtungen haben vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt und sind in die obere Fläche des Unterteiles 10 zum Zusammenwirken mit der unteren Fläche des Gehäuses 11 eingesetzt.
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In der Bohrung 13 des Gehäuses 11 sind mehrere mit den Stirnflächen aneinanderliegende Hülsenteile verschiebbar passend eingesetzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind drei solcher Teile vorgesehen, ein unterer Hülsenteil 20, ein mittlerer Hülsenteil 21 und ein oberer Hülsenteil 22. Am oberen Hülsenteil 22 liegt eine im folgenden noch genauer erläuterte, die obere Öffnung der Bohrung 13 verschliessende Scheibe 23 an. Der untere Hülsenteil 20 und der mittlere Hülsenteil 21 haben zugeordnete ringförmige Einstiche, welche mit der Bohrung 13 ringförmige Ausnehmungen 24, 25 bilden. Ausserdem ist der Ausbau dieser beiden Teile derart, dass sie zwischeneinander eine Umfangsausnehmung 26 bilden.
Auch die Hülsenteile 21 und 22 wirken derart zusammen, dass sie eine ringförmige Umfangsausnehmung 27 zwischeneinander bilden, während der Hülsenteil 22 und die Scheibe 23 im Zusammenwirken eine ringförmige Umfangsausnehmung 28 bilden. Der untere Hülsenteil 20 hat Queröffnungen 29 und 30, welche die Verbindung der Ausnehmungen 24 bzw. 26 mit dem Innern dieses Hülsenteiles herstellen ; der Hülsenteil 21 weist Queröffnungen 31 auf, welche seinen Innenraum mit der ringförmigen Ausnehmung 25 verbinden ; der Hülsenteil 22 hatQueröffhungen 32 und 33, welche seinen Innenraum mit den Ausnehmungen 27 bzw. 28 verbinden.
Eine Vielzahl von O-Ringdichtungen sind in den Teilen 20,21, 22 und der Scheibe 23 gelagert und verhindern im Zusammenwirken mit der Bohrung 13 Undichtheiten längs der Bohrungswandung zwischen den ringförmigen Ausnehmungen. Andere Dichtungsringe verhindern den Flüssigkeitsdurchtritt zwischen dem Hülsenteil 22 und der Scheibe 23 bzw. zwischen der letzteren und dem Gehäuse 11.
Der untere Hülsenteil 20 weist eine Bohrung 34 auf und bildet auch einen Ventilsitz 35, der im Abstand von einem am mittleren Hülsenteil 21 vorgesehenen Sitz. 36 und diesem gegenüberliegt. Der Hülsénteil 21 bildet auch einen Ventilsitz 37, der im Abstand von einem im oberen Hülsenteil 22 ausgebildeten Ventilsitz 38 und diesem gegenüberliegt. Der obere Hülsenteil 22 ist auch mit einer Bohrung 39 versehen, welche gemäss der vorliegenden Ausführungsform die doppelte Querschnittsfläche der im unteren Hülsenteil vorgesehenen Bohrung 34 aufweist.
In den Hülsenteilen ist ein spulenförmiges Ventilglied axial verschiebbar, das einen unteren, tauchkolbenförmigen, in der Bohrung 34 des unteren Hülsenteiles 20 verschiebbaren Teil 40, einen oberen, kolbenförmigen, in der Bohrung 39 des oberen Hülsenteiles 22 verschiebbaren Teil 41 und mit axialem Abstand angeordnete Ventilköpfe 42, 43 aufweist, die zwischen Ventilsitzpaaren 35,36 bzw. 37,38 verschiebbar sind. In der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung der Teile wirkt der Ventilkopf 42 mit dem Sitz 36 zusammen und ist vom Sitz 35 abgehoben, während der Ventilkopf 33 mit dem Sitz 38 zusammenwirkt und vom Sitz 37 abgehoben ist. Die neuartige Ausbildung der Ventilköpfe 42 und 43 wird im folgenden noch genauer beschrieben werden.
Die schon erwähnte Scheibe 23 weist eine Querwand 123 auf, welche die obere Öffnung der Bohrung 39 des Hülsenteiles 22 verschliesst und eine Öffnung 223 aufweist. Der obere Teil der Scheibe 23 hat eine nach unten verlaufende Ausnehmung 44 mit einem zentralen, nach oben gerichteten Ventilsitz 45 am Boden der Ausnehmung. Ein Kanal 46 führt von diesem Ventilsitz 45 zu einer Ringnut 47 der Scheibe. Diese Nut steht über einen Kanal 48 mit einem vertikalen Mediumkanal 49 im Gehäuse in Verbindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das untere Ende des Kanals 49 mit der schon erwähnten Mediumkammer 15 verbunden. Diametral zu den Kanälen 48, 49 sind gegenüberliegend ähnliche Kanäle 148,149 vorgesehen, deren Zweck noch näher erläutert werden wird.
Der Kappenabschnitt 12 weist eine nach unten gerichtete Ausnehmung auf, in die eine Solenoideinheit 50 eingesetzt ist. Da der Unterteil der Kappe in radialer Richtung erweitert ist, ist das Kappeninnere mit Rippen 51 versehen, welche den Unterteil der Solenoideinheit 50 lagern und haltern. Ein Halteteil 52 ist zur lösbaren Halterung der Solenoideinheit 50 in eine Nut der Kappe eingesetzt.
Die Solenoideinheit 50 weist eine Solenoidspule 53 auf, die eine dielektrische Hülse 54 umgibt. Das untere Ende dieser Hülse weist eine radiale Verdickung 55 auf, die in die Ausnehmung 44 der Scheibe 23 genau passt und eine nach unten weisende Ausnehmung 56 aufweist. In der Hülse 54 ist ein zweiteiliger Solenoidkern aus magnetisch permeablem Material angeordnet. Der obere Kernteil 57 ist mit Presssitz oder auf eine andere Weise mit der Hülse verbunden, wogegen der untere Kernteil 58 in der Hülse zum und vom oberen Kernteil verschiebbar ist. Der obere Kernteil ist am unteren Ende mit einem. zentralen, nach unten weisenden Ventilsitz 59 und mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Kanal 60 versehen, der mit einem Querkanal 61 in der Kappe in Verbindung steht.
Um eine freie Mediumströmung um den unteren Kernteil 58 zu gewährleisten, hat dieser eine genutete Mantelfläche.
Das untere Ende des Kernteiles 58 weist eine radial vorstehende Schulter 62 auf, zwischen welcher und der Hülse 54 eine Feder 63 angeordnet ist, um den unteren Kernteil federnd in die unterste, in Fig. 1 dargestellte Lage zu drücken. Sowohl das obere als auch das untere Ende des unterenKernteiles 58 ist mit
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einem elastischen Einsatz aus Gummi od. dgl. zum abdichtenden Zusammenwirken mit den zugeordneten Sitzen 45 bzw. 59 versehen, die in der Scheibe 23 bzw. in dem oberen Kernteil 57 vorgesehen sind. Die Solenoideinheit ist durch eine den magnetischen Fluss leitende Umhüllung aus einer oberen Scheibe 64, einer unteren Scheibe 65 und einer Hülse 66 vervollständigt. Die letztere ist vorzugsweise in Längsrichtung geschlitzt, so dass sie federnd in die Kammer eingesetzt werden kann.
In der Kappe 12 ist eine mit der Hand betätigbare Überbrückungssteuerung angeordnet, die zum Steuern des Ventils unabhängig von der Solenoideinschaltung dient. Eine solche Steuerung zeigt Fig. 1 in einer Stellung und Fig. 3 in einer andern Stellung. Diese Steuerung weist ein Ventilglied mit einer einen radial vergrösserten Kopfabschnitt 68 aufweisenden Spindel 67 auf. Zumindest der Kopfabschnitt dieses Ventilgliedes ist vorzugsweise aus geeignetem Kunststoff hergestellt, um ein flüssigkeitsdichtes Zusammenwirken mit dem Grund einer in der Kappe vorgesehenen Gegenbohrung 69 zu gewährleisten.
Ein Gewindepfropfen 70 hält das Ventilglied in seiner Lage und eine Feder 71 presst den Kopf 68 mit dichtem Sitz in die Gegenbohrung. Die Spindel 67 des Ventilgliedes erstreckt sich durch eine Öffnung im Pfropfen nach aussen, wobei am vorstehenden Schaftende ein Betätigungsknopf 72 befestigt ist. Zur Begrenzung der Verdrehung des Ventilgliedes ist in der Kappe im Bereich der Gegenbohrung 69 ein Stift 73 befestigt und der Kopf des Ventilgliedes im Bereich dieses Stiftes entfernt. Auf diese Weise ist durch die Umfangslänge des entfernten Kopfteiles die Verdrehungsmöglichkeit des Ventilgliedes festgelegt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Kopf 68 des Ventilgliedes mit einer Durchgangsöffnung 75 versehen, welche in der gezeigten Stellung der Teile mit dem Kanal 61 in der Kappe fluchtet. Diese Öffnung verbindet den Kanal 61 über Öffnungen 76 im Pfropfen 70 mit der Aussenatmosphäre.
Der Kopf 68 des Ventilgliedes weist auch einen U-förmig verlaufenden Kanal 77 auf, der in der Stellung der Teile gemäss Fig. 3 die Verbindung des Kanals 61 in der Kappe zu einem andern Kanal 78 herstellt, der an einem Ende zentral in den Boden der Gegenbohrung 69 mündet. Am andern Ende mündet der Kanal 68 an der unteren Fläche der Kappe koaxial zu dem schon erwähnten Kanal 49 im Hauptgehäuse. Wenn im Bedarfsfall die Kappe 12 samt der Steuerung derart verdreht wird, dass die überbrückung steuerung an der rechten statt an der linken Seite angeordnet ist, dann fluchtet der Kanal 78 mit dem Kanal 149 statt, wie dargestellt, mit dem Kanal 49 im Gehäuse. Der Kanal 78 steht auf diese Weise aber trotzdem mit dem Kanal 49 in Verbindung, weil dieser seinerseits mit dem Kanal 149 verbunden ist.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das dargestellte Ventil mit Steckverbindungen versehen, so dass die Verbindungen zur Schliessung des elektrischen Stromkreises für die Solenoidspule zwischen den einzelnen Ventilabschnitten automatisch beim Zusammenbau dieser Abschnitte hergestellt werden. Zu diesem Zweck sind die die Solenoidspule 53 mit elektrischer Energie versorgenden Leitungen 79 im Unterteil 10 durch eine geeignete Ausnehmung geführt und nahe der oberen Fläche des Unterteiles an Steckhülsen 80 angeschlossen. Am Gehäuse 11 sind nahe seiner unteren Fläche passende Steckstifte 81 befestigt, die beim Zusammenbau des Gehäuses mit dem Unterteil in die zugeordneten Steckhülsen eingreifen.
Die Steckstifte 81 sind elektrisch mit Steckhülsen 82 verbunden, die nahe der oberen Fläche des Gehäuses angeordnet sind und zur Aufnahme entsprechender Steckstifte 83 eingerichtet sind, die von einem an der unteren Scheibe der Solenoidumhüllung befestigten Isolierkörper gehaltert sind. Die Steckstifte 83 sind mittels den Längsschlitz in der Hülse 66 durchsetzender Leitungen 85 mit der Solenoidspule 53 verbunden.
Wie schon erwähnt, weist das im Gehäuse liegende Ventilglied zwei axial gegeneinander versetzte Ventilköpfe 42 und 43 auf. Da diese beiden Köpfe identisch sind, wird nur ein Kopf beschrieben. Jeder Kopf weist eine radiale Verdickung auf, die zwei elastische, zum Zusammenwirken mit zugeordneten Ventilsitzen geeignete Flächen aufweist. Im vorliegenden Falle werden die elastischen Flächen vorteilhaft durch O-Ringdichtungen gebildet.
Fig. 6 zeigt, dass jeder Kopf des Ventilgliedes am Umfang der radialen Verdickung 85 drei Ringnuten aufweist. Der Durchmesser dieses verdickten Abschnittes ist so gross, dass er in den nahe den Ventilsitzen liegenden Abschnitten verminderten Durchmessers der Hülsenteile 20,21 und 22 verschiebbar ist.
Wie am besten aus Fig. 9 hervorgeht, sind die äusseren Nuten zur Aufnahme zugeordneter O-Ringdichtungen 86,87 bestimmt, welche die elastischen Flächen zum Zusammenwirken mit den Ventilsitzen bilden.
Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, um die Ringe beim Anpressen des Ventilkopfes an seinen Sitz gegen Verschiebung aus ihrer Lage festzuhalten. Im vorliegenden Falle besteht diese Einrichtung aus axial gegeneinander versetzten Halteringen 88, von welchen jeder eine ringförmige Lippe 89 aufweist, die den äusseren Umfang des zugeordneten Ringes zur Verhinderung einer radialen Ausdehnung und der damit verbundenen Verschiebung aus der Nut umgreift. Ein dritter O-Ring ist in der mittleren Nut angeordnet und hält die Halteringe in geeignetem gegenseitigem Abstand in Eingriff mit zugeordneten Ringen 86 und 87.
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Zur Montage der 0-Ringe und der Halteringe am Ventilglied wird zuerst einer der 0-Ringe, z. B. der Ring 86, wie aus Fig. 7 ersichtlich, in seine Nut eingesetzt. Dies ist leicht möglich, da diese elastischen Ringe leicht gedehnt werden können. Die zwei Stützringe werden dann mit aneinanderliegenden Rücken gemäss Fig. 8 in Richtung des Pfeiles auf das Ventilglied aufgeschoben. Nachdem die Halteringe in diese Lage gebracht worden sind, ist genug Platz frei, um den Ring 87 in eine Nut einzusetzen. Der rechts liegende Stützring wird dann nach rechts in die aus Fig. 9 ersichtliche Stellung verschoben, worauf der Ring 90 durch Dehnung über einen der Stützringe in seine Nut eingesetzt wird, wobei er die Stützringe in der gezeigten Weise im Abstand voneinander hält.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, weist jeder Stützring 88 mehrere Nuten 91 in der an dem Ring 90 anliegenden Fläche auf. Diese Nuten 91 verhindern den Einschluss von unter Druck stehendem Medium unter dem Ring 90, welches den Ring aus seiner Nut herauspressen könnte.
Die gezeigte Konstruktion der Ventilköpfe 42,43 ist aus den im folgenden angeführten Gründen sehr vorteilhaft. Die Herstellungstoleranzen machen es eigentlich unmöglich, genau den gleichen Abstand beispielsweise einerseits zwischen den in Abstand voneinander liegenden Sitzen 36,38 und anderseits zwischen den je mit den einzelnen Sitzen zusammenwirkenden Flächen der zugeordneten Ventilköpfe herzustellen. Es ist daher unvermeidlich, dass einer der Ventilköpfe früher als der andere auf dem zugeordneten Sitz zum Anliegen kommt. Wären nun die auf die Sitzflächen zu liegen kommenden Flächen nicht elastisch, würde der zuerst zum Anliegen an seinen Sitz kommende Kopf den andern am Anliegen hindern, so dass sich eine Undichtheit des Ventils ergäbe.
Die Art und Weise, wie die Ventilköpfe gemäss der Erfindung Herstellungstoleranzen und/oder Abnützungen aufnehmen, wird nun an Hand von Fig. 1 erläutert.
Wenn man annimmt, dass der Ventilkopf 43 auf seinem Sitz 38 früher zu liegen kommt als der Ventilkopf 42 auf seinem Sitz 36, so ergibt sich, dass der oberste O-Ring des Ventilkopfes 43 beim Anliegen am Sitz 38 nicht nur in axialer Richtung zusammengepresst wird, sondern auch relativ zum Ventilkopf axial verschoben wird, wenn sich dieser, ungeachtet der Tatsache, dass der Ring in seiner Nut
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wegung des oberen Ringes über den oberen Stützring 88 auf den mittleren Ring und von dort über den unteren Stützring 88 auf den unteren Ring übertragen wird. Es ist also im ausreichenden Masse ein elastischer Verschiebebereich für den Kopf 43 vorhanden, um auch eine einwandfreie Anlage des Kopfes 42 auf seinem Sitz 43 trotz der Tatsache zu gewährleisten, dass der Kopf 43 zuerst an seinem Sitz 38 zur Anlage kommt.
Da die Ventilköpfe 42 und 43 identisch sind, wird sich eine ähnliche Wirkung ergeben, wenn der Kopf 42 vor dem Kopf 43 an seinem Sitz zu liegen kommt. Eine ähnliche Wirkung wird sich auch dann ergeben, wenn das Ventilglied in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung verschoben wird, wobei dann der Kopf 42 am Sitz 35 und der Kopf 43 am Sitz 37 zur Anlage kommt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und unter Annahme, dass die Ventilöffnung 215 mit einer Quelle für ein Druckmedium verbunden ist, dass die andern Ventilöffnungen ordnungsgemäss mit der zu steuernden Einrichtung verbunden sind, dass geeignete elektrische Verbindungen zu den Leitungen 79 hergestellt sind und dass die Überbrückungssteuerung die aus dieser Figur ersichtliche Stellung einnimmt, ergibt sich die folgende Arbeitsweise : Wenn die Solenoidspule 53 abgeschaltet ist, hält die Feder 63 den unteren Kernteil 58 in seiner untersten Stellung, wobei dieser am Ventilsitz 45 unter Absperrung des Mediumstroms durch diesen Sitz aufsitzt und im Abstand vom Ventilsitz 59 ist, und so einen freien Durchtritt des Mediums durch die Kanäle 60,61 in die freie Atmosphäre durch die Überbrückungssteuerung ermöglicht.
Da der untere, tauchkolbenförmige Teil 40 des Ventilgliedes dem Druck des eintretenden Mediums in der im Unterteil 10 ausgebildeten Kammer ausgesetzt ist, wirkt dieser Druck auf das Ventilglied in Richtung zu der in Fig. 1 dargestellten Lage. Dabei steht das über dem Kolbenteil 41 des Ventilgliedes befindliche Medium mit der Aussenatmosphäre über Öffnungen 223 in der Scheibe, den Mantel des unteren Kernabschnittes 58, den Ventilsitz 49 und die Kanäle 60,61 in Verbindung. Wenn das Ventilglied diese Stellung einnimmt, liegt der Ventilkopf 42 des Ventilgliedes einerseits am Sitz 36 an und unterbindet eine Strömung des Mediums zwischen den Ringnuten 25 und 26. Anderseits liegt der Kopf nicht am Sitz 35 an und gibt so eine Strömung der Flüssigkeit zwischen den Ringnuten 26 und 24 frei.
In ähnlicher Weise liegt der Ventilkopf 43 am Sitz 38 zur Unterbindung der Strömung des Mediums zwischen den Ringnuten 28,27, nicht aber am Sitz 37 auf, um auf diese Weise die Strömung des Mediums zwischen den Ringnuten 27,25 zu ermöglichen.
Wird nun die Solenoidspule 53 eingeschaltet, so wird der untere Kernteil 58 gegen die Kraft der Feder 63 durch die magnetische Anziehungskraft von der in Fig. 1 dargestellten Stellung in die Stellung
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gemäss Fig. 2 verschoben. Diese Verschiebung des unteren Kernteiles unterbindet die Strömung des Mediums durch den Ventilsitz 59 und ermöglicht eine Mediumströmung durch den Ventilsitz 45. Wenn das Medium durch diesen Ventilsitz strömen kann, wird durch die Kammer 15 eintretendes Druckmedium die Kammer 56 füllen und infolge der Durchtrittsöffnungen 223 in der Wand 123 der Scheibe 23 eine nach unten wirkende Kraft auf den Kolbenteil 41 ausüben.
Da die Fläche des Kolbenteiles 41 doppelt so gross wie die des Tauchkolbenteiles 40 ist und da diese beiden Flächen dem gleichen Druck der eintretenden Flüssigkeit ausgesetzt sind, ergibt sich eine vom Kolbenteil auf das Ventilglied nach unten wirkende resultierende Kraft, welche gleich der vorher durch den Tauchkolben nach oben ausgeübten resultierenden Kraft ist. Demgemäss wird das Ventilglied nach unten in die Stellung gemäss Fig. 2 verschoben. In dieser
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Strömung zwischen den Ringnuten 25 und 26 zu ermöglichen. Auf ähnliche Weise ist der, Kopf 43 mit dem Sitz 37 zur Unterbindung einer Strömung zwischen den Ringnuten 25, 27 in Verbindung, aber gleichzeitig ausser Berührung mit dem Sitz 38, um eine Strömung zwischen den Ringnuten 27,28 zu ermöglichen.
Bei Abschaltung der Solenoidspule 53 wird die Feder 63 den unteren Kernteil 58 in die Stellung gemäss Fig. 1 zurückschieben. Dabei wird das Medium oberhalb des Kolbenteiles 41 mit der freien Atmosphäre verbunden und gleichzeitig dieser Kolben vom eintretenden Druckmedium abgesperrt. Der Tauchkolbenteil 40 bleibt dagegen dem Druck des eintretenden Mediums ausgesetzt und verschiebt daher das Ventilglied in die Stellung gemäss Fig. 1.
Unter gewissen Umständen mag es erwünscht sein, das Ventilglied ohne Einschaltung der Solenoidspule aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die Stellung gemäss Fig. 2 zu verschieben. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die mit dem Ventil verbundene Einrichtung eingestellt werden soll.
In einem solchen Bedarfsfall ist es nur erforderlich, das Ventilglied der Überbrückungssteuerung durch Betätigung des Knopfes 72 von der in Fig. 1 ersichtlichen Stellung in die Stellung gemäss Fig. 3 zu verdrehen. Eine solche Einstellung der Überbrückungssteuerung stellt die Verbindung zwischen den Kanälen 61 und 78 her und ermöglicht so den Zutritt des eintretenden Druckmediums zur Oberseite des Kolbenteiles 41 des Ventilgliedes und damit eine Verschiebung des Ventilgliedes in die Stellung gemäss Fig. 2. Die Rückdrehung der Überbrückungssteuerung in die Stellung nach Fig. 1 wird dann die Verbindung zwischen den Kanälen 61 und 78 wieder unterbrechen und eine Verbindung zwischen dem Kanal 61 und der Atmosphäre herstellen, so dass eine Rückverschiebung des Ventilgliedes mittels seines Tauchkolbenteiles 40 in die Stellung gemäss Fig. 1 erfolgt.
Eine Demontage des Ventils zur Kontrolle oder Wartung kann tatsächlich in wenigen Sekunden vorgenommen werden. Wie schon erläutert, werden die Kopfschrauben 212 etwas gelöst und die Kappe um einen kleinen Betrag verdreht. Dies ermöglicht das Anheben der Kappe vom Gehäuse 11, wobei die Steck stifte 83 aus ihren Steckhülsen 82 gezogen werden und so automatisch die elektrische Zuleitung zur Solenoidspule unterbrechen. Wenn der untere Kernteil 58 entfernt werden soll, wird der Sprengring in der Mündung der Ausnehmung 56 aus seiner Nut entfernt. Wenn die gesamte Solenoideinheit 50 aus der Kappe genommen werden soll, wird der Haltering 52 aus seinem Sitz genommen.
Beim Entfernen der Kappe 12 wird die Scheibe 23 freigelegt ; wenn das darunterliegende Ventilglied entfernt werden soll, wird zuerst die Scheibe 23 aus der Bohrung 13 entfernt. Daraufhin wird der obere Hülsenteil 22 aus der Bohrung gezogen, so dass der Kolbenteil 41 freiliegt und leicht erfasst werden kann.
Durch Herausziehen des Kolbenteiles 41 wird das ganze Verschlussstück und gleichzeitig auch die Hülsenteile 20,21 entfernt, da ein Sprengring am Ende des Tauchkolbenteiles 40 vorgesehen ist. der dann unter dem Hülsenteil 20 angreift.
Für den Fall, dass die dichtenden Flächen der Ventilköpfe 42,43 ersetzt werden sollen, können die entsprechenden O-Ringe durch Umkehrung des im Zusammenhang mit den Fig. 6 - 9 beschriebenen Vorganges entfernt werden und statt dessen neue Ringe eingesetzt werden. Es ist zu beachten, dass zur Entfernung des Hülsenteiles 21 aus dem Bereich zwischen den beiden Ventilköpfen von einem Ventilkopf, z. B. 43, seine O-Ringe und Halteringe abgestreift werden müssen, worauf dieser Ventilkopf dann durch den Durchlass des Hülsenteiles gezogen werden kann. Die Zusammensetzung der demontierten Teile wird durch Umkehrung der Demontagearbeitsgänge vorgenommen.
Es ist zu beachten, dass die beschriebene Demontage des Ventilgliedes, der Hülsenteile 20,21 und 22 sowie von Ventilkopfteilen bei der Wartung des Ventils an der Betriebsstelle normalerweise nicht erforderlich ist. Zur Zeitersparnis kann nämlich eine schlecht arbeitende, aus Ventilglied und Hülsenteilen bestehende Einheit als Ganzes entfernt werden und eine neue oder überholte Einheit an seiner Stelle eingesetzt werden. Die mangelhafte Einheit kann dann später überholt werden.
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Das in Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Steuerventils ist dem vorstehend beschriebenen sehr ähnlich ; demgemäss sind ähnliche Teile mit der gleichen, aber mit einem anschliessenden Buchstaben "a" versehenen Bezugsziffer bezeichnet.
Ein wesentliches Kennzeichen des in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung besteht darin, dass die Bohrung 13a des Gehäuses derart als Bohrung 113a in den Unterteil 10a verlängert ist. dass sie den untersten Hülsenteil 20a aufnehmen kann. Dies ermöglicht eine Verminderung der Gesamthöhe des Ventils. Ein anderes Unterscheidungsmerkmal besteht darin, dass die Kammern und Kanäle im Gehäuse und im Unterteil anders angeordnet sind. Insbesondere steht der Einlasskanal 15a im Gehäuse 11a und seine Verlängerung 115a im Unterteil 10a mit dem oberen Teil der Bohrung 13a und seiner Verlängerung 113a in Verbindung. Auf diese Weise stehen die Ringnuten 24a, 28a in den zugeordneten Hülsenteilen 20a, 22a ständig mit dem eintretenden Medium in Verbindung.
Der Auslasskanal 18a des Gehäuses 11a steht mit der Ringnut 25a im Hülsenteil 21a in Verbindung, während die Ringnut 26a, die je zum Teil von den Hülsen 20a und. 21a gebildet ist, und die Ringnut 27a, die je zum Teil von den Hülsen 21a und 22a gebildet ist, mit zugeordneten, nicht dargestellten Auslasskanälen in Verbindung stehen, die in die Bohrung 13a an zugeordneten Seiten der Auslassringnut 25a münden. Der Grund für diese andere Anordnung der Kanäle wird noch später erläutert werden.
Ferner ist es für das vorliegende Ausführungsbeispiel bestimmend, dass die Scheibe 23a abgeändert ist und einen Querkanal 46a aufweist, der sich von einer Seite zur andern erstreckt und von Kanälen 92 geschnitten wird, so dass auf diese Weise eine direkte Verbindung zwischen dem Kanal 46a und der Ringnut 28a hergestellt ist. Der Unterteil der Scheibe 23a weist eine Ringnut 93 zur Aufnahme eines abdichtenden O-Ringes-auf, der für die Funktion unwesentlich ist und daher in Fig. 10 nicht dargestellt ist. Unmittelbar über der Nut 93 ist eine mit dem Querkanal 46a in Verbindung stehende Ringnut 94 vorgesehen.
In der Scheibe 23a sind ferner noch zwei Öffnungen 223a vorgesehen, welche die Verbindung zwischen der Scheibenausnehmung 44a mit der Oberseite des Kolbenteiles 41a am Ventilglied herstellen.
Im Zusammenhang mit dem in den Hülsenteile 20a, 21a und 22a angeordneten Ventilglied, insbesondere mit dessen Ventilköpfen, ist zu bemerken, dass die Halteringe 88a im Vergleich zu der vorbeschriebenen Ausführungsform etwas abgeändert sind. Wie aus Fig. 10 und insbesondere mit grösserer Genauigkeit und in grösserem Massstab aus Fig. 13 ersichtlich ist, sind die gegeneinanderweisenden Flächen 95 der Halteringe 88a nicht, wie vorbeschrieben, eben, sondern statt dessen vorzugsweise etwas tellerförmig, so dass der Raum zwischen den Halteringen, in welchem der Ring 90a angeordnet ist, im radial aussenliegenden Bereich schmäler ist. Diese Konstruktion vermeidet jede Möglichkeit, dass der Ring 90a während des Betriebes zwischen den beiden Halteringen herausgequetscht wird.
Da der Ring 90a flexibel ist. kann er jedoch so weit ausgedehnt werden, dass er zur Montage bzw. Demontage durch den schmalen Spalt zwischen den beiden Halteringen schlüpfen kann.
Eine Konstruktion mit den geschilderten Merkmalen arbeitet unter der Voraussetzung, dass das Ventil ordnungsgemäss an eine entsprechende Quelle für das Druckmedium angeschlossen ist und dass die Solenoidspule 53a an entsprechende elektrische Leitungen angeschlossen ist, auf folgende Weise : Das eintretende Druckmedium in den Kanälen 15a und 115a setzt die Ringnuten 24a und 28a an den entsprechenden Enden der Bohrung 13a und seiner Verlängerung 113a unter Druck.
Eine solche Druckeinwirkung auf den Teil 40a des Ventilgliedes wird eine Kraft zur Bewegung des Ventilgliedes nach unten ausüben ; da jedoch der gleiche Mediumsdruck am Ventilglied unterhalb'des Kolbenteiles 41a auftritt, der eine grössere wirksame Fläche als der Teil 40a hat, wird die nach oben wirksame Kraft die nach unten wirkende Kraft übersteigen und so die Köpfe 42a und 43a des Ventilgliedes gegen. ihre zugeordneten Sitze 36a, 38a halten. Der mit der Ringnut 26a in Verbindung stehende Auslass wird so unter dem Druck des eintretenden Mediums stehen, während der mit der Ringnut 27a in Verbindung stehende Auslass durch den Kanal 18a entlastet sein wird.
Dabei ist der oberhalb des Kolbenteiles liegende Abschnitt der Bohrung 39a über die Öffnungen 223a, den genuteten Mantel des Kernteiles 58a, die Kanäle 60a, 61a und einen noch zu beschreibenden Überbrückungsmechanismus am linken oberen Ende der Ventilkappe 12a mit der Aussenatmosphäre in Verbindung.
Wenn nun die Solenoidspule 53a eingeschaltet wird, wird der Kern 58a zur Anlage und Abdichtung gegen den Sitz 59a und zur Freigabe des Sitzes 45a angehoben. Das eintretende Medium wird nun direkt von der Ringnut 28a durch beide Kanäle 92 zum Kanal 46a, dann durch den Ventilsitz 45a in die Ausnehmung 56a der radialen Verbreiterung 55a der Hülse 54a strömen. Von der Ausnehmung 56a wird das eintretende Medium durch die Öffnungen 223a zum oberhalb des Kolbens 41a liegenden Abschnitt der Bohrung 39a strömen. Da nun der Druck oberhalb und unterhalb des Kolbenteiles 41a gleich ist, verbleibt als wirksamer Druck nur mehr jener auf den Ventilgliedteil 40a, der in Richtung einer Bewegung nach
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unten auf das Ventilglied einwirkt.
Es ist zu bemerken, dass das untere Ende des Bohrungsabschnittes 113a mit der Aussenatmosphäre über eine abgeschirmte Öffnung 213a in Verbindung steht. Demgemäss wird das Ventilglied in seine unterste Stellung verschoben, in welcher die Köpfe 42a und 43a mit zugeordneten Sitzen 35a, 37a in Verbindung stehen. Der mit der Ringnut 26a in Verbindung stehende Auslass wird so über den Kanal 18a entlastet, während der mit der Ringnut 27a in Verbindung stehende Auslass unter dem Druck des eintretenden Mediums steht. Wenn die Solenoidspule 53a abgeschaltet wird, kehren alle Teile in die aus Fig. 10 ersichtliche Stellung zurück.
Es ist ein wichtiges Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispieles, dass ein relativ kurzer Weg mit relativ grossem Strömungsquerschnitt zwischen dem über dem Kolbenteil 41a liegenden Bohrungsabschnitt 39a und dem grossen Einlasskanal 15a vorgesehen ist. Dies verhindert, dass dem Steuerkreislauf fallweise an Medium mangelt, so dass eine wirkungsvolle und schnelle Funktion des Ventils sogar bei relativ niedrigen Arbeitsdrücken sichergestellt ist. Beim verschlagenen Steuerkreislauf gemäss dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Funktion des Ventils fallweise behindert sein, wenn das eintretende Medium nicht schnell genug vom Einlasskanal des Ventilgehäuses zur Oberseite des Kolbenteiles am Ventilglied gelangen kann.
Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal des in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispieles besteht in der handbetätigten Überbrückungssteuerung. Bei der vorliegenden Konstruktion weist die Kappe 12a eine Bohrung 96 mit flachem Boden und mit einer stark erweiterten und mit einem Gewinde versehenen Mündung 97 auf. In die Mündung 97 ist eine Kappe 98 geschraubt, die eine mit der Bohrung 96 konzentrische Bohrung 99 aufweist. Das innere Ende'100 der Bohrung 99 ist auf einen dem Durchmesser der Bohrung 96 etwas übersteigenden Durchmesser erweitert.
In den Bohrungen 96,100 ist eine Ventilspule 101 mit verdickten, knapp in die zugeordneten Bohrungen passenden Köpfen 102, 103 verschiebbar gelagert. Jeder Kopf trägt zur Verhinderung eines Flüssigkeitsdurchtrittes zwischen den Köpfen und der zugeordneten Bohrung eine übliche O-Ringdichtung. Die Ventilspule 101 trägt einen Schaftabschnitt 104, der durch die Bohrung 99 der Kappe 98 zur Handbetätigung nach aussen ragt. Auch bei dieser Ausführungsform trägt der Schaftabschnitt 104, wie am besten aus Fig. 12 ersichtlich ist, einen Querstift 105, dessen freie Enden in gegenüberliegenden Schlitzen 106 des Bohrungsabschnittes 99 in der Kappe verschiebbar sind.
Wie ferner aus Fig. 10 ersichtlich ist, steht der Bohrungsabschnitt 97 mit dem ringförmigen Einlassraum 28a über einen in der Kappe 12a ausgebildeten Kanal 78a und einen im Gehäuse lla vorgesehenen Kanal 107 in Verbindung. Ein im Oberteil der Kappe 12a ausgebildeter Kanal 61a steht mit einem Mittelabschnitt der Bohrung 96 in Verbindung, während das innere Ende der Bohrung über einen Kanal 108 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Stellung der Ventilteile bewirkt der beschriebene Überbrückungsmechanismus während der elektrischen Steuerung des Ventils keine Funktion. Wenn es jedoch erwünscht ist, das Ventilglied ohne Einschaltung der Solenoidspule 53a aus seiner obersten, dargestellten in seine unterste Stellung zu verschieben, ist es nur erforderlich, den Schaftabschnitt 104 der Ventilspule nach rechts in die aus Fig. 11 ersichtliche Stellung zu verschieben, in der die Verbindung zwischen den Kanälen 108 und 61a unterbrochen und zwischen den letzteren und dem Kanal 78a hergestellt ist.
In dieser Stellung der Spule 101 kann das eintretende Medium über die Kanäle 107,78a, 61a und 60a, den genuteten Mantel des Kernes 58a und die Öffnungen 223a zur Oberseite des Kolbenteiles 41a strömen und so die Bewegung des Ventilgliedes in seine unterste Stellung bewirken, als ob die Spule 53a eingeschaltet wäre. Bei Entlastung der Spule wird diese in die Stellung gemäss Fig. 10 zurückkehren und damit auch eine Rückkehr des Ventilgliedes bewirken.
Diese Rückkehr der Spule wird durch den Durchmesserunterschied der Spulenköpfe. 102 und 103 bewirkt. Der Kopf 103 ist nämlich grösser als der Kopf 102 und bewirkt, weil beide Köpfe dem gleichen Druck des eintretenden Mediums ausgesetzt sind, eine andauernde Bewegungstendenz der Spule in Richtung zu der aus Fig. 10 ersichtlichen Stellung. Ferner ist zur Sicherstellung der Rückkehr der Spule bei keinem oder zur Überwindung des Reibungswiderstandes der in die Spule eingesetzten O-Ringe nur zu geringem Druck, wie dargestellt, eine Feder 109 zwischen der Spule und dem Grund der Bohrung 96 eingesetzt.
Für den Fall, dass die Spule 101 in der aus Fig. 11 ersichtlichen Stellung ohne ständige Einwirkung festgehalten werden soll, ist es nur erforderlich, die Spule in dieser Stellung leicht zu verdrehen, wobei dann der Stift 105 nicht mehr mit den Schlitzen 106 fluchtet. Die Spule kann dann nicht mehr von selbst in die Stellung gemäss Fig. 10 zurückkehren. Eine Verdrehung der Spule bis zur Fluchtung ihres Stiftes mit den erwähnten Schlitzen wird jedoch bei Entlastung der Spule die Ruckkehr in die letztgenannte Stellung
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ermöglicht.
Wenn jedoch die Spule in der Stellung gemäss Fig. 11 nicht verriegelbar sein soll, ist es nur erforderlich, der. Stift 105 wegzulassen, so dass die Spule bei Entlastung unmittelbar in die Stellung gemäss Fig. 10 zurückkehren kann. Wenn es erforderlich sein sollte, die Möglichkeit einer unerlaubten Benützung des Überbrückungsmechanismus einzuschränken, könnte der Schaft 104 eben mit dem Äusseren der Kappe 98 abschneidend ausgebildet werden, so dass ein dünnes Werkzeug zum Hineinpressen der Spule erforderlich ist. In diesem Falle könnte das Ende des so verkürzten Schaftes einen für einen Schraubenzieher geeigneten Schlitz od. dgl. aufweisen, so'dass die Spule durch einen Schraubenzieher zur Bewegung in die innerste Stellung gemäss Fig. 11 verdreht werden könnte.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung arbeitet der durch die Magnetkernteile 58,58a gesteuerte Steuerkreislauf mit demselben Medium, das auch vom Ventil gesteuert wird. Es ist jedoch manchmal erwünscht, den Steuerkreislauf mit einem Medium zu beaufschlagen, dessen Druck sich von dem des vom Ventil zu steuernden Mediums unterscheidet, oder sogar zwei unterschiedliche Arten von Medien anzuwenden.
Beispielsweise kann es erwünscht sein, mit dem Ventil ein hydraulisches Medium zu steuern, im Steuerkreislauf aber Druckluft anzuwenden. Für einen solchen Bedarfsfall kann ein gemäss Fig. 14 leicht abgeändertes Ventil nach der Erfindung gemäss Fig. 10 verwendet werden. Da die in Fig. 14 dargestellte Konstruktion ähnlich der gemäss Fig. 10 ist, werden die gleichen Bezugsziffern mit einem anschliessenden Buchstaben"b"zur Kennzeichnung ähnlicher Teile verwendet.
Wie Fig. 14 zeigt, ist eine abgeänderte Scheibe 23b vorgesehen, welche keine Kanäle 92 gemäss Fig. 10 aufweist. Dies kann durch Verstopfen der Kanäle oder durch Weglassen der Bohrung bei dieser Ausführungsform erreicht werden. Zusätzlich ist ein dichtender O-Ring 120 in der Ringnut 93b vorgesehen.
Andere Abänderungen des Aufbaues nach Fig. 14 bestehen in der Verlagerung des unteren Endes des Kanals 107b zum Anschluss an die Ringnut 94b der Scheibe 23b statt an die Ringnut 28b.
Eine andere Abänderung des Aufbaues ist die Ausbildung eines im Gehäuse llb und im Unterteil lOb verlaufenden Kanals 121, der oben in die Ringnut 94b mündet und unten in einer mit Gewinde versehenen Öffnung 192 im Unterteil lob endet. Im Unterteil ist auch ein Kanal 123 ausgebildet, der die Verbindung zwischen der Öffnung 122 und dem unteren Ende der Bohrung 113b unterhalb des Teiles 40b des Ventilgliedes herstellt. Bei dieser Bauweise ist die gemäss Fig. 10 im Boden der Bohrung 113a vorgesehene, die Verbindung mit der Atmosphäre herstellende Öffnung weggelassen. Dies kann durch Verstopfen der Öffnung oder, wie dargestellt, durch Weglassen erreicht werden.
Die Arbeitsweise des in Fig. 14 dargestellten Ventils geht unmittelbar aus den schon beschriebenen Bauweisen hervor ; es ist nur zu beachten, dass die Öffnung 122 im Unterteil mit der gewünschten Quelle für das Steuermedium, die Einlassöffnung 215b des Ventils dagegen mit der Quelle für das vom Ventil zu steuernde Medium zu verbinden ist.
Viele Ventilanordnungen, insbesondere solche an modernen automatischen Ausrüstungen, erfordern die Anwendung einer erheblichen Anzahl solcher Ventile. Aus Gründen der einfacheren Wartung ist es vorteilhaft, diese Ventile zusammen in einer Gruppe anzuordnen. Eine solche Gruppenanordnung kann auch noch andere Vorteile mit sich bringen, wenn eine in den Fig. 15 und 16 dargestellte Bauweise angewendet wird.
In Fig. 15 ist ein abgeänderter Ventilunterteil 10c dargestellt, auf dem beispielsweise ein Ventilgehäuse llc und. andere zugeordnete, ähnlich den aus Fig. 10 ersichtlichen, Teile befestigt sind. Der Unterteil 10c ist etwas höher als die vorbeschriebenen Unterteile, um Raum für drei grosse Durchlassöffnungen 125, 126 und 127 zu schaffen, die sich durch den Unterteil von einer Seitenfläche zur gegenüberliegenden erstrecken. Die Endabschnitte jeder dieser Durchlässe weisen ein Innengewinde auf. Mit Innengewinde versehene, nicht dargestellte Öffnungen. sind auch an der Unterfläche des Unterteiles vorgesehen und schneiden zugeordnete Durchlässe 125,126 und 127.
An der in der Zeichnung dargestellten Seitenfläche des Unterteiles umschliesst je eine Ringnut die Öffnungen 126,127, 125 ; jede Nut ist zur Aufnahme eines dichtenden O-Ringes ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt der Durchlass 125 eintretendes Medium, der Durchlass 126 austretendes Medium, wogegen der Durchlass 127 die elektrischen Leitungen für die Solenoidspule des auf der Grundplatte montierten Ventilaufbaues lagert. An der oberen Fläche dieses Unterteiles sind nicht dargestellte Öffnungen vorgesehen, welche die Verbindung zwischen dem Durchlass 125 und dem im Ventilgehäuse 11c vorgesehenen Einlasskanal sowie zwischen dem Durchlass 126 und dem im Ventilgehäuse ausgebildeten Auslasskanal herstellen.
Andere Durchlässe an der oberen Fläche des Unterteiles stellen die Verbindung mit zugeordneten Auslasskanälen des Ventilgehäuses 11c her und enden an einem Ende des
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Unterteiles in mit Innengewinde versehenen Auslassöffnungen 128 und 129, die zur Verbindung mit den vom Ventil zu steuernden Einrichtungen über geeignete Leitungen ausgebildet sind.
Ferner sind an dem Unterteil lOc gegenüberliegende Ansätze 130, 131 an dem einen Ende des Unterteiles und entgegengesetzte Ansätze 132, 133 am andern Ende des Unterteiles vorgesehen. Jeder dieser Ansätze weist Öffnungen zum Durchlass zugeordneter Montageschrauben auf ; die Öffnungen in den Ansätzen 130,133 haben ein Innengewinde zur Aufnahme von Schrauben, wogegen die Öffnungen der Ansätze 131,132 bloss Durchgangsbohrungen für Schrauben sind. Im Bedarfsfall können noch mit Öffnungen versehene Bodenansätze 134 vorgesehen werden, so dass der Unterteil an einer Montagefläche befestigt werden kann.
Wenn gemäss Fig. 16 mehrere Ventile in einer Gruppe zusammengefasst werden sollen, muss nur einer der Unterteile 10c an geeignete Einlass- und Auslassleitungen angeschlossen werden. Solche Leitungsanschlüsse können nach Bedarf an einem der Unterteile durch die oben beschriebenen (aber nichtdargestellten) Öffnungen im Boden hergestellt werden. Auch die elektrischen Leitungen für die Solenoide können durch den Boden dieses oder irgend eines andern Unterteiles eingeführt werden. Wenn notwendig, kann die Einlassleitung an einen Unterteil und die Auslassleitung an einen andern Unterteil angeschlossen werden. In jedem Falle müssen die nicht für einen Leitungsanschluss gebrauchten Öffnungen am Boden durch geeignete, mit Aussengewinde versehene Pfropfen verschlossen werden.
Durch die Anordnung der Unterteile 10c in seitlicher Aneinanderreihung und Verbindung mittels sich durch zugeordnete und aneinandergrenzende Ansätze 130, 131, 132,133 erstreckende Schrauben ergibt sich, dass die Durchlässe 125, 126 und 127 der einzelnen Unterteile miteinander fluchten und so die Strömung der eintretenden oder austretenden Flüssigkeit zwischen allen Ventilunterteilen ermöglichen und ausserdem einen Verdrahtungskanal zwischen den Unterteilen ergeben, durch welchen die Steuerdrähte für zugeordnete Ventilsolenoide geführt werden können. Die O-Ringe in den entsprechenden Nuten um die Unterteildurchlässe 125,126 und 127 bewirken dabei mit einer Seitenfläche des benachbarten Ventilunterteiles eine Abdichtung des Mediums.
An den Aussenflächen der entsprechenden Endteile müssen die Durchlässe 125,126, 127 durch geeignete ; mit Aussengewinde versehene Pfropfen verschlossen werden. Ausserdem müssen die. Auslassöffnungen 128 und 129 jedes Unterteiles an geeignete, jeweils zu der zu steuernden Einrichtung führende Leitungen angeschlossen werden.
Es ist offensichtlich, dass an die in Fig. 16 dargestellte Gruppe ein Ventil angeschlossen oder von dieser Gruppe ein Ventil entfernt werden kann, ohne eine besondere Verbindung mit der Einlassoder Auslassleitung herzustellen bzw. zu unterbrechen, weil sich diese Verbindungen, je nach Anordnung oder Entfernung eines Ventilunterteiles an einem oder am andern Ende der Gruppe, jeweils von selbst herstellen oder unterbrechen. Es ist natürlich erforderlich, die die Durchlässe 125,126 und 127 verschliessenden Pfropfen von einem Ventilunterteil zu einem andern zu versetzen und die geeigneten Auslassleitungen und die geeigneten Solenoidverdrahtungen herzustellen oder zu unterbrechen.
Während die Herstellung des Anschlusses der Ein- und Auslassleitungen am Boden eines der Ventilunterteile und die Zuführung der Drähte ebenfalls vom Boden her beschrieben wurde, ist es auch möglich, diese Verbindungen statt dessen an den zugeordneten Durchlässen 125, 126 und 127 an der Aussenseite eines der endseitigen Ventilunterteile vorzusehen. In diesem Falle werden alle (nicht dargestellten) Öffnungen am Boden der Ventilunterteile durch Pfropfen verschlossen und die Pfropfen von den Durchlässen an der mit Anschlüssen zu versehenen Aussenfläche entfernt.
Die bisher beschriebenen Ventile sind so ausgebildet, dass eine kontinuierliche Erregung der Solenoidspule zum Festhalten des Solenoidkernes und damit des Ventilgliedes in einer der entsprechenden Stellungen erforderlich ist. Da ein zunehmender Bedarf für ein Rastventil auftritt, das durch kurzzeitige Einschaltung der Solenoidspule in eine seiner Stellungen verschoben werden kann und das in dieser Stellung trotz Abschaltung der Solenoidspule verbleibt, wird nachfolgend auch ein derart ausgebildetes Ventil gemäss der Erfindung näher erläutert. Solche Ventile sind zwar in ihrer allgemeinen Art nicht neu, doch sind derartige bekannte Ventile nicht betriebssicher und erfordern einen grossen Aufwand an Wartung in relativ kurzen Zeitintervallen.
Im Gegensatz dazu hat das teilweise in den Fig. 17 und 18 dargestellte Ventil 15 Millionen Hin-und Rückschaltungen ohne merkbare Abnützung der am meisten störungsempfindlichen Teile ausgeführt.
Das in Fig. 17 zum Teil dargestellte Ventil nach der Erfindung ist bis auf eine unterschiedliche Ventilkappe 12d und den damit verbundenen Teilen mit dem Ventil gemäss Fig. 10 identisch. Die Kappe 12d ist im Vergleich zu den bisher beschriebenen stark verlängert, um koaxial und mit gegenseitigem Abstand angeordnete Solenoidspulen 53d aufnehmen zu können. Aus herstellungstechnischen Gründen werden diese beiden Spulen vorzugsweise mit der Spule 53a identisch ausgebildet sein und ihre Leitungen
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werden gemeinsam zu einem geeigneten Stecker geführt werden, wobei eine Steckverbindung zu einem zusammenwirkenden Steckhülsenteil im Gehäuse lld hergestellt wird. Diese Steckverbindung ist nicht dargestellt, weil sie ähnlich der in Fig. 2 dargestellten ist.
Der Halterungsaufbau für die Spulen 53d weist ein Paar rohrförmiger Kunststoffteile 136 auf, die zueinander identisch sind und daher nur einmal im einzelnen beschrieben werden. Jeder Rohrteil 136 hat an einem Ende einen flanschförmig verbreiterten Kopfabschnitt 13'7., dessen Stirnfläche verschiedene, später genauer beschriebene Ausnehmungen aufweist. Der Kopf 137 passt genau in die Kappe 12d und weist, wie aus Fig. 18 ersichtlich ist, eine radial vorstehende Zunge 138 auf, die knapp in einen Schlitz 139 der Kappe passt, um diese und die Hülse genau einzufluchten. Am Umfang des Kopfes 137 sind zwei Ausnehmungen 140'vorgesehen, durch welche die Leitungen zur oberen Solenoidspule 53d geführt werden können.
Die Rohrteile 136 sind koaxial und mit ihren Köpfen 137 gegeneinanderweisend angeordnet. Passstifte 141 (vgl. Fig. 18) sichern eine genaue Relativlage der Rohrteile gegeneinander.
Das obere Ende des oberen Rohrteiles 136 ist durch einen befestigten, magnetisch permeablen Kernteil 57d verschlossen, der einen nach innen weisenden Ventilsitz 59d bildet. Die obere Spule 53d wird von einer magnetisch leitenden Umhüllung umschlossen, die aus einer Hülse 66d und oberhalb sowie unterhalb dieser Spule angeordneten Scheiben 64d, 65d besteht. Zum Abschluss des unteren Endes des unteren Rohrteiles 136 ist ein fester, magnetisch permeabler Kernteil 142 vorgesehen, dessen Funktion der des Kernteiles 57d ähnlich ist. Der Kernteil 142 passt abdichtend sowohl in die Ausnehmung 44d der Scheibe 23d als auch auf deren Ventilsitz 45d. Das obere Ende des Kernteiles 142 ist als Ventilsitz 143 ausgebildet, der ähnlich den Sitzen 45d und 59d ist, wobei ein Kanal 144 die Verbindung zwischen dem Sitz 143 und dem Sitz 45d herstellt.
Ein anderer Kanal 145 stellt die Verbindung zwischen dem Innern des unteren Rohrteiles 136 und einer Ausnehmung 146 an der unteren Fläche des Kernteiles 142 her. Die untere Spule 53d wird von einer magnetisch leitenden, aus einer Hülse 66d und Scheiben 64d, 65d bestehenden Umhüllung umschlossen, die im Aufbau und Funktion den vorbeschriebenen idetnisch ist.
Innerhalb der fluchtenden Rohrteile 136 ist ein Kernteil 58d mit einem im Durchmesser kleineren Mittelteil verschiebbar, der unter gegenseitigem Abstand liegende Anschlagflächen 147 bildet. Wie schon erwähnt, hat die Stirnfläche jedes Rohrkopfes 137 verschiedene Ausnehmungen, wobei zugeordnete Ausnehmungen in den beiden Rohrköpfen im Zusammenwirken bei Aneinanderliegen der Köpfe bestimmte Kammern, Lagerstellen und Bohrungen bilden. Das obere und das untere Ende des Kernes 58d ist abgerundet oder abgeschrägt, um die magnetische Einwirkung der Spulen 53d abzuschwächen.
Deshalb können im Beispiel gemäss Fig. 17 Spulen verwendet werden, die identisch zur Spule gemäss Fig. 10 sind, obwohl die Spulen beim vorliegenden Beispiel weniger Kraft auf den Kern ausüben müssen, weil der magnetischen Einwirkung auf diesen niclit-wie beim Beispiel nach Fig. 10 - jederzeit eine Feder entgegenwirkt.
Zwischen den Köpfen 137 der Rohrteile ist ein U-förmiger Hebel 149 (Fig. 18) in einer durch Zusammenwirkung der Ausnehmungen in den Köpfen gebildeten Kammer gelagert, wobei die Fussenden des Hebels nach aussen gerichtete und runde koaxiale Abschnitte 150 aufweisen, die etwas ausserhalb der Achse des Kernteiles 58d in zusammenwirkenden Ausnehmungen der Rohrköpfe gelagert sind. Die Fussenden des Hebels 149 weisen auch nach innen gerichtete runde Abschnitte 151 auf, die koaxial zuein- ander liegen und relativ zu den Hebelabschnitten 150 in Richtung gegen den gebogenen Teil des Hebels versetzt sind. Die Abschnitte 151 passen eng zwischen die Kernanschläge 147 und sind im wesentlichen an der Achse des Kernes 58d gelagert. Ein Abschnitt der Kammer 148 bildet eine Tasche, in der ein Ende einer Schraubenfeder 152 gelagert ist.
Das andere Ende dieser Feder weist einen querlaufenden Abschnitt 153 auf, der in einem Schlitz in einen Ansatz an dem gebogenen Teil des Hebels 149 passt. An den aneinanderliegenden Flächen der Rohrköpfe 137 sind Nuten vorgesehen, die gemeinsam ein Abdichtelement 155 aufnehmen, das mit O-Ringquerschnitt dargestellt ist. Dieses Abdichtelement gewährleistet eine mediumdichte Abdichtung zwischen den beiden zugeordneten Köpfen der Rohrteile.
Bei der vorliegenden Konstruktion sei nun angenommen, dass bei abgeschalteten Spulen 53d der unter Vorspannung der Feder 152 stehende Hebel 149 den Kernteil 58d in einer Stellung hält, in welcher der Sitz 143 verschlossen und der Sitz 59d geöffnet ist. Der Raum oberhalb desKolbenteiles 41d des Ventilgliedes ist dann über den Kanal 61d in der Kappe mit der Atmosphäre in Verbindung, wobei das Ventilglied in seiner obersten (analog der in Fig. 10 dargestellten) Stellung gehalten wird. Dabei ist zum Festhalten des Kernes 58d eine dauernde Einschaltung einer der beiden Spulen 53d nicht erforderlich.
Wenn nun die obere Solenoidspule 53d kurzzeitig eingeschaltet wird, wird seine magnetische Anziehung den Kern 58d nach oben zur Anlage an den Sitz 59d und ausser Berührung mit dem Sitz 143
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bringen. Wenn sich der Kern 58d unter Einwirkung der magnetischen Anziehung nach oben bewegt, bewirkt er eine Verschwenkung des Hebels 149 in einem Bogen um seine Lagerzapfen 150, wobei der Hebel aus der in vollen Linien in Fig. 17 dargestellten Stellung in eine ebenfalls aus dieser Figur ersichtliche, jedoch strichliert gezeichnete Stellung kommt. Die Feder 152 bewirkt dabei im ersten Teil der Hebelverschwenkung einen Widerstand, weil sie in der Mittelstellung des Hebels unter maximaler Spannung steht.
Da jedoch die durch die Feder 152 ausgeübte Kraft der magnetischen Anziehung der Solenoidspule keinen ausreichenden Widerstand entgegensetzen kann, wird die Feder den Hebel nach Überschreiten seiner Mittelstellung in die strichliert eingezeichnete Stellung zwingen und so den Kern in einer Stellung halten, in der er einerseits am Sitz 59d anliegt und anderseits nicht mit dem Sitz 143 in Berührung steht. Die obere Spule 53d kann nun ohne Veränderung der Kernlage abgeschaltet werden, weil dieser vor der vom Hebel 149 und der Feder 152 gebildeten Kniehebeleinrichtung festgehalten wird.
Wenn der Kern in der beschriebenen Stellung steht, strömt das eintretende Medium von der Ringnut 28d durch den Kanal 144 und durch den Sitz 143 nach oben und setzt das Innere des Rohres 136 unter Druck. Da das Medium aus dem Innern durch den nun verschlossenen Sitz 59d nicht entweichen kann, wird es über den Kanal 145 und die Öffnungen 223d in den Raum oberhalb des Kolbenteiles 41d strömen. Wenn der Eintrittsdruck von oben auf den Kolbenteil einwirkt, wird eine in Richtung zur untersten Stellung des Ventilgliedes wirksame Kraft ausgeübt, in welcher Stellung das Ventilglied verbleibt, bis der Kern 58d in die aus Fig. 17 ersichtliche Stellung zurückverschoben wird, indem die untere Solenoidpsule 53d kurzzeitig eingeschaltet wird.
Da es öfters erwünscht ist, bei dem aus den Fig. 17 und 18 dargestellten erfindungsgemässen Ventil das Ventilglied sowohl von Hand als auch elektrisch zu betätigen, ist bei diesem Ventil die folgende Einrichtung vorgesehen : Ein Stift 157 ist in einer durch bestimmte Ausnehmungen in den aneinanderliegenden Flächen der Rohrköpfe 137 gebildeten Ausnehmung drehbar gelagert, die mit einer Öffnung 257 in der Kappe 12d fluchtet. Das innere Ende des Stiftes hat einen exzentrisch angeordneten axialen Endteil 158, der zwischen den Kernanschlägen 147 liegt. Das äussere Ende des Stiftes hat eine axiale Ausnehmung 159 zur Aufnahme eines zugeordneten (nicht dargestellten) Schlüssels, mit welchem der Stift verdreht werden kann.
Um das Medium am Entweichen aus dem Innern des Rohrteiles 136 um den Mantel des Stiftes 137 zu verhindern, weist das schon erwähnte Abdichtelement 155 einen einstückig anschliessenden torusförmigen Abschnitt 255 auf, der den Stift eng umschliesst. Dieser Abschnitt 255 ist vorzugsweise in einer Nut am Mantel der Rohrköpfe angeordnet, wo er auch als Dichtung zwischen den letzteren und der Innenwandung der Kappe 12d um deren Öffnung 257 dient.
Der Stift 157 wird normalerweise in der gezeigten Stellung mittels eines Kolbens 160 nachgiebig festgehalten, der in einer durch bestimmte Ausnehmungen in den Rohrköpfen gebildeten Bohrungen verschiebbar gelagert ist. Eine Feder 161 hält den Kolben elastisch gegen eine Abflachung 162 am Mittelabschnitt des Stiftes 157.
Wenn der Stift 157 in der gezeigten Normalstellung ist, behindert sein axialer Endteil 158 nicht die Hin- und Herbewegung des Kernes 58d, weil er infolge seiner geringen Dicke mit keinem der Kernanschläge 147 in Berührung kommt. Wenn jedoch der Stift 157 richtig verdreht wird, wird sein exzentrischer axialer Endteil 158 am oberen Kernanschlag 147 angreifen und den Kern aus der in Fig. 17 dargestellten Stellung in seine angehobene Stellung bringen, wobei der Kern am Sitz 59d anliegt. und vom Sitz 143 abgehoben ist. Der Hebel 149 und die Feder 152 werden natürlich den Kern in dieser angehobenen Stellung elastisch festhalten. Es ist zu beachten, dass beim Verdrehen des Stiftes 157 dessen Abflachung 158 den Kolben 160 gegen die Kraft der Feder 161 zurückschiebt. Ein Auslassen des Stiftes wird es der Feder 161 ermöglichen, den Stift wieder in seine Mittellage zurückzuführen.
Wenn der Stift 147 nun in entgegengesetzter Richtung verdreht wird, verschiebt sein Endteil 158 den Kern unter Anlage am unteren Kernanschlag 147 wieder in die Stellung gemäss Fig. 17.
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