DE10014906B4 - Mehrwegeventil (Deckelbefestigung) - Google Patents

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Abstract

Mehrwegeventil zum Schalten eines Fluidflusses eines Druckmediums mit einem Ventilgehäuse (1) mit mehreren Anschlüssen (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) für das Druckmittel, welche mit einer innenliegenden Ventilbohrung (5) in Verbindung stehen, in der ein Ventilschieber (6) zum Schalten des Druckmittelflusses zwischen den Anschlüssen (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) gleitend angeordnet ist und mit zumindest einem Verschlusselement (7a, 7b) zur Abdichtung der Ventilbohrung (5) an zumindest einer Endseite, zumindest einem Kolben (11) zur axialen Bewegung des Ventilschiebers (6) in eine gewünschte Schaltposition, der mit einer im Endbereich der Ventilbohrung (5) ausgebildeten Antriebskammer (12) zusammenwirkt und der mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7a, 7b) mit einer im montierten Zustand des Verschlusselementes (7a, 7b) im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Ventilbohrung (5) angeordneten Durchgangsbohrung (18a, 18b; 25) versehen ist, wobei die Durchgangsbohrung (18a, 18b; 25) mit einer zweiten Durchgangsbohrung (18) im Ventilgehäuse (1) und mit einer...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil zum Schalten eines Fluidflusses gemäß dem Patentanspruch 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Mehrwegeventil mit einem gleitend innerhalb einer Ventilbohrung positionierten Ventilschieber, wobei die Ventilbohrung mit endseitigen Verschlusselementen versehen ist.
  • Ein gattungsgemäßes Mehrwegeventil ist aus der DE 197 06 059 A1 bekannt. Das Mehrwegeventil umfasst eine Ventilbohrung, die sich längs innerhalb eines Ventilgehäuses erstreckt. In der Ventilbohrung ist ein Ventilschieber gleitend geführt. Das Ventilgehäuse besitzt fünf äußere Anschlüsse, die mit der Ventilbohrung in Verbindung stehen. Der Druckmittelfluss durch das Mehrwegeventil hängt von der axialen Position des Ventilschiebers relativ zur Ventilbohrung ab. Beispielsweise ermöglicht ein zwei Schaltstellungen aufweisendes Mehrwegeventil in einer Schaltposition eine Versorgung von angeschlossenen Druckmittelaktoren. Die andere Schaltposition des Ventilschiebers ermöglicht eine Entlüftung des Druckmittelaktors.
  • Zur Bewegung des Ventilschiebers in axialer Richtung zum Zweck der Steuerung des Fluidflusses durch das Ventil ist ein Ende des Ventilschiebers als Kolben ausgebildet. Der Kolben arbeitet mit einer zylindrischen Antriebskammer zusammen, die zu einem Ende des Ventilgehäuses ausgebildet ist, so dass die Schaltstellung des Ventilschiebers durch Druckluft steuerbar ist. Eine Rückstellfeder ist auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens positioniert. Die Rückstellfeder drückt den Ventilschieber in seine Normalposition zurück.
  • Ein allgemein bekanntes, drei Schaltstellungen aufweisendes Mehrwegeventil unterschiedet sich von dem vorstehend beschriebenen zwei Schaltstellungen aufweisenden Mehrwegeventil dadurch, dass an jeder Seite des Ventilschiebers eine Feder angeordnet ist, um den Ventilschieber in einer dritten Schaltposition zu zentrieren. Somit ermöglicht dieses drei Schaltstellungen umfassende Mehrwegeventil beispielsweise in einer Schaltstellung eine Beaufschlagung des angeschlossenen Druckmittelaktors. Die andere Schaltstellung ermöglicht eine Entlüftung des Druckmittelaktors. In der neutralen dritten Schaltstellung des Mehrwegeventils fließt kein Druckmittel durch das Ventilgehäuse.
  • Um die Öffnungen der Ventilbohrung zu beiden Seiten des Ventilgehäuses zu verschließen, sind an das Ventilgehäuse befestigbare Verschlusselemente vorgesehen. Als Befestigungsmittel dienen hierbei mehrere Schrauben, die in das Ventilgehäuse parallel zur Achse der Ventilbohrung einschraubbar sind. Weitere Befestigungsmittel werden benötigt, um das Mehrwegeventil an ein Trägerelement, beispielsweise einen Druckmittelverteiler, anzuschließen.
    •
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine integrierte Befestigungslösung für Bauteile eines Mehrwegeventils zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Mehrwegeventil der vorstehend beschriebenen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst das die Ventilbohrung im Ventilgehäuse verschließende Verschlusselement zumindest eine Durchgangsbohrung oder -öffnung, die im montierten Zustand im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Ventilbohrung angeordnet ist. Diese Durchgangsbohrung korrespondiert mit einer zweiten Durchgangsbohrung im Ventilgehäuse und ebenfalls mit einer Bohrung am angeschlossenen Trägerelement. Somit läßt sich das Verschlusselement an dem Ventilgehäuse und gleichzeitig das Ventilgehäuse am Trägerelement durch die selben Befestigungsmittel fixieren.
  • Die erfindungsgemäße Lösung schafft daher eine integrierte Befestigung von Bauteilen eines Mehrwegeventils, die zur Reduzierung der Ventilgröße und der Anzahl der Bauteile beiträgt. Es ist nicht erforderlich, das Verschlusselement durch separate Befestigungsmittel zu fixieren. Die Erfindung reduziert dadurch außerdem die Montagezeit des Mehrwegeventils.
  • In der DE 197 06 059 A1 wird ein Mehrwegeventil mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart. Jedoch ist ein Befestigungsmittel, welches nach Art einer Schraube sowohl die Befestigung des die Ventilbohrung verschließenden Verschlusselements am Ventilgehäuse als auch die Befestigung des Ventilgehäuses an einem benachbarten Trägerelement, wie beispielsweise einem Druckmittelverteiler, übernimmt, nicht enthalten.
  • In der DE 93 04 52 U1 wird ebenfalls ein Mehrwegeventil mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart. Jedoch sind Befestigungsmittel, welche neben der Fixierung des Mehrwegeventils an einem Trägerteil auch gleichzeitig zur Befestigung der Gehäusedeckel dienen, in diesem Dokument nicht enthalten.
  • Die WO 95/03493 A1 offenbart ebenfalls ein Mehrwegeventil mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Jedoch sind hier die Befestigungsmittel nach Art eines Sprengrings ausgebildet und dienen allein der Befestigung des Verschlusselementes am Ventilgehäuse.
  • Vorzugsweise ist als Befestigungsmittel zumindest eine Zentralschraube vorgesehen, die in eine Gewindebohrung des Trägerelementes eingeschraubt ist. Es ist ebenfalls möglich, auch andere geeignete Befestigungsmittel, wie Bolzen oder Nieten hierfür zu verwenden. Es kann vorteilhaft sein, wenn weitere Schrauben, die zu mindestens einer Seite der Zentralschraube angeordnet sind, vorgesehen werden, um das Ventilgehäuse am selben oder an anderen Trägerelementen zu befestigen.
  • Das Trägerelement kann als Druckmittelverteiler einer Ventileinheit zum Anschluss mit Versorgungs- und/oder Entlüftungskanälen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Trägerelement als ein oberes Anschlussmodul zur Verbindung des Ventilgehäuses mit Pilotventilen ausgebildet ist. Weiterhin kann ein zusätzliches Verbindungsteil zwischen dem Ventilgehäuse und dem Trägerelement angeordnet sein, das ebenfalls durch die Befestigungsmittel fixiert ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mehrwegeventil zwei Antriebskammern mit zugeordneten Kolben, die zu beiden Enden des Ventilschiebers positioniert sind, um eine bistabile, zwei Schaltstellungen aufweisende Ventilfunktion zu schaffen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist je eine Rückstellfeder und ein Kolben zu beiden Enden des Ventilschiebers angeordnet, die jeweils mit einer zugeordneten Antriebskammer in Wirkverbindung stehen, um eine monostabile, drei Schaltstellungen aufweisende Ventilfunktion zu realisieren. Ferner ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf weitere Ausführungsformen eines Mehrwegeventils, die weitere Ventilfunktionen umsetzen. Insbesondere gilt dies auch für die Art des Antriebs des Ventilschiebers, der auch als Elektromagnet ausgebildet sein kann.
  • Vorzugsweise besitzt die Federkammer dieselbe Form wie die Antriebskammer, so dass die Rückstellfeder durch einen Kolben austauschbar ist, um die Ventilfunktion zu ändern. Der äußere Durchmesser des korrespondierenden Verschlusselementes ist an den Innendurchmesser der Antriebskammer angepasst.
    •
  • Weitere Aspekte der Erfindung werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
  • 1 Eine Querschnittsansicht eines zwei Schaltstellungen aufweisenden Mehrwegeventils in seiner Normalstellung und
  • 2a-2c verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Befestigungsmittel im Schnitt A-A nach 1.
  • Das monostabile, zwei Schaltstellungen aufweisende Mehrwegeventil gemäß 1 umfasst ein Ventilgehäuse 1 mit sechs äußeren Anschlüssen 2 bis 4 für Druckmittel. Die Anschlüsse 2a und 2b sind hierbei Versorgungsanschlüsse (P). Die Anschlüsse 3a und 3b schaffen eine Verbindung zu Arbeitsleitungen (A, B). Der Anschluss 4a und 4b dient als Entlüftungsanschluss (EA, EB).
  • Diese Anschlüsse 2 bis 4 schaffen die Verbindung zu einer inneren Ventilbohrung 5, in welcher der Ventilschieber 6 gleitend angeordnet ist, um den Druckmittelfluss zwischen den Anschlüssen 2 bis 4 zu schalten. Die Ventilbohrung 5 ist durch zwei Verschlusselemente 7a und 7b verschlossen, die an den jeweiligen Endseiten des Ventilgehäuses 1 angeordnet sind. Die Ventilanordnung wird komplettiert durch ein oberes Anschlussmodul 8, das zwischen der Oberseite des Ventilgehäuses 1 und zwei Pilotventilen 9a und 9b gelegen ist. Das Ventilgehäuse 1 ist an einen – nicht gezeigten – Druckmittelverteiler als Trägerelement anschließbar. Zwischen dem Druckmittelverteiler und dem Ventilgehäuse 1 befindet sich ein unteres Anschlussmodul, das mit dem Ventilgehäuse über ein Verbindungsteil 10 zusammenwirkt. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Ventilgehäuse 1 direkt auf den Druckmittelverteiler zu montieren.
  • Ein Endbereich des Ventilschiebers 6 ist mit einem Kolben 11 zur axialen Bewegbarkeit des Ventilschiebers 6 in eine gewünschte Schaltposition ausgestattet. Der Kolben 11 korrespondiert mit einer Antriebskammer 12, die in der Ventilbohrung 5 ausgeformt ist und die mit einem Steuerdruck über eine Öffnung 13 beaufschlagbar ist.
  • Weiterhin ist innerhalb einer Federkammer 15 eine Rückstellfeder 14 zum Rückstellen des Ventilschiebers 6 in eine Normalposition angeordnet. Die Rückstellfeder 14 befindet sich zwischen dem Ventilschieber 6 und dem Verschlusselement 7b. Der Außendurchmesser des Verschlusselementes 7a und 7b ist an den Innendurchmesser der zugeordneten Antriebskammer 12 bzw. Federkammer 15 angepasst. Das Verschlusselement 7a, 7b ist mit einem ringförmigen Dichtelement 16a, 16b ausgestattet, das in einer Nut an der Außenfläche des Verschlusselementes 7a, 7b positioniert ist, um einen luftdichten Verschluss des Ventilgehäuses 1 sicherzustellen.
  • Dieses zwei Schaltstellungen aufweisende. Mehrwegeventil ist hier in seiner neutralen Schaltstellung gezeigt, wobei die Rückstellfeder 14 nicht komprimiert ist und die Antriebskammer 12 entlüftet ist, so dass Druckmittel von Anschluss 3a zu Anschluss 4a zur Entlüftung und von Anschluss 2b zu Anschluss 3b zur Speisung fließt. Wenn die Antriebskammer 12 unter Druck steht, um den Ventilschieber 8 in seine aktive Schaltstellung zu bewegen, ist die Rückstellfeder 14 komprimiert, so dass Druckmittel von Anschluss 2a zu Anschluss 3a zur Speisung und von Anschluss 3b zu Anschluss 4b zur Entlüftung fließt.
  • Die 2a bis 2b zeigen den Endbereich des Ventilgehäuses 1. 2a stellt das Verschlusselement 7 dar, das durch zwei Schrauben 17a, 17b am oberen Anschlussmodul 8 als Trägerelement fixiert ist. Die beiden Schrauben 17a und 17b verlaufen vom Verbindungsteil 10 durch die Durchgangsbohrung 18 im Ventilgehäuse 1 und Durchgangsbohrungen 18a und 18b im Verschlusselement 7. Die Schrauben 17a und 17b sind in Gewindebohrungen 19 im oberen Anschlussmodul 8 eingeschraubt. Es ist auch möglich, das Ventilgehäuse 1 ohne das Verbindungsteil 10 am oberen Anschlussmodul 8 zu fixieren.
  • 2b zeigt eine andere Ausführungsform, wobei das Trägerelement ein Druckmittelverteiler 20 einer Ventileinheit ist, die das Ventilgehäuse 1 mit Versorgungs- und/oder Entlüftungskanälen verbindet. Um das Ventilgehäuse 1 am Druckmittelverteiler 20 zu befestigen, ist eine Zentralschraube 21 vorgesehen, die durch eine Bohrung 23 im oberen Anschlussmodul 8 und durch eine Zentralbohrung 24 im Ventilgehäuse 1 und ebenfalls durch eine Zentralbohrung 25 im Verschlusselement 7 verläuft. Die Zentralschraube 21 ist in die Bohrung 22 im Druckmittelverteiler 20 eingeschraubt.
  • In der Ausführungsform gemäß 2c wird lediglich die Zentralschraube 21 benutzt, um das Ventilgehäuse 1 zusammen mit dem oberen Anschlussmodul 8 und dem Verbindungsteil 10 am Druckmittelverteiler 20 als Trägerelement zu fixieren.
    • 1
    Ventilgehäuse
    2
    Speisedruckanschluss
    3
    Arbeitsleitungsanschluss
    4
    Entlüftungsanschluss
    5
    Ventilbohrung
    6
    Ventilschieber
    7
    Verschlusselement
    8
    oberes Anschlussmodul
    9a, b
    Pilotventil
    10
    Verbindungsteil
    11
    Kolben
    12
    Antriebskammer
    13
    Öffnung
    14
    Rückstellfeder
    15
    Federkammer
    16
    Dichtring
    17
    Schraube
    18
    Durchgangsbohrung
    19
    Grundbohrung
    20
    Druckmittelverteiler
    21
    Zentralschraube
    22
    Grundbohrung
    23
    Durchgangsbohrung
    24
    Zentralbohrung
    25
    Zentralbohrung

Claims (12)

  1. Mehrwegeventil zum Schalten eines Fluidflusses eines Druckmediums mit einem Ventilgehäuse (1) mit mehreren Anschlüssen (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) für das Druckmittel, welche mit einer innenliegenden Ventilbohrung (5) in Verbindung stehen, in der ein Ventilschieber (6) zum Schalten des Druckmittelflusses zwischen den Anschlüssen (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) gleitend angeordnet ist und mit zumindest einem Verschlusselement (7a, 7b) zur Abdichtung der Ventilbohrung (5) an zumindest einer Endseite, zumindest einem Kolben (11) zur axialen Bewegung des Ventilschiebers (6) in eine gewünschte Schaltposition, der mit einer im Endbereich der Ventilbohrung (5) ausgebildeten Antriebskammer (12) zusammenwirkt und der mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7a, 7b) mit einer im montierten Zustand des Verschlusselementes (7a, 7b) im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Ventilbohrung (5) angeordneten Durchgangsbohrung (18a, 18b; 25) versehen ist, wobei die Durchgangsbohrung (18a, 18b; 25) mit einer zweiten Durchgangsbohrung (18) im Ventilgehäuse (1) und mit einer Bohrung (19; 22) in einem benachbarten Trägerelement in fluchtender Übereinstimmung steht, um das Verschlusselement (7a, 7b) am Ventilgehäuse (1) sowie das Ventilgehäuse (1) am Trägerelement mittels derselben Befestigungsmittel nach Art einer Schraube zu fixieren.
  2. Mehrwegeventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel zumindest eine Zentralschraube (21) umfassen, die in die Bohrung (22) des Trägerelementes eingeschraubt ist.
  3. Mehrwegeventil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel weitere parallele Schrauben (17a, 17b) umfassen, welche im Randbereich des Verschlusselementes (7a, 7b) angeordnet sind, um das Ventilgehäuse (1) an dem Trägerelement zu befestigen.
  4. Mehrwegeventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement ein Druckmittelverteiler (20) einer Ventileinheit ist, der Versorgungs- und/oder Entlüftungskanäle zum Anschluss des Ventilgehäuses (1) besitzt.
  5. Mehrwegeventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement ein oberes Anschlussmodul (8) ist, das zum Anschluss des Ventilgehäuses (1) mit Pilotventilen (9a, 9b) dient.
  6. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsteil (10) zwischen einem Trägerelement und dem Ventilgehäuse (1) angeordnet ist, das durch die Befestigungsmittel fixiert ist.
  7. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilschieber (6) eine Rückstellfeder (14) am gegenüberliegenden Ende des Kolbens (11) angeordnet ist, um den Ventilschieber (6) in seine Normalposition zurückzustellen, wenn die Antriebskammer (12) drucklos geschaltet ist, so dass eine monostabile, zwei Schaltstellungen umfassende Ventilfunktion realisierbar ist.
  8. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Antriebskammern mit korrespondierenden Kolben zu beiden Enden des Ventilschiebers (6) angeordnet sind, um eine bistabile, zwei Schaltpositionen beinhaltende Ventilfunktion zu bilden.
  9. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rückstellfedern und zwei Kolben zu beiden Enden des Ventilschiebers (6) angeordnet sind, die mit jeweiligen Antriebskammern korrespondieren, um eine monostabile, drei Schaltstellungen beinhaltende Ventilfunktion zu bilden.
  10. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7a, 7b) mit einem ringförmigen, innerhalb einer Nut an der Außenfläche des Verschlusselementes (7a, 7b) angeordneten Dichtelement (16a, 16b) versehen ist, um einen luftdichten Verschluss des Ventilgehäuses (1) sicherzustellen.
  11. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Verschlusselementes (7a, 7b) an den Innendurchmesser der Antriebskammer (12) angepasst ist.
  12. Mehrwegeventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkammer (15) dieselbe Gestalt wie die Antriebskammer (12) aufweist, so dass die Rückstellfeder (14) durch einen weiteren Kolben austauschbar ist, um die Ventilfunktion zu ändern.
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