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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zwei-Wege-Pilotventil, das an einem Durchgang für Flüssigkeit, bspw. Wasser, Öl oder dgl., angebracht ist, um den Durchgang zu öffnen und zu schließen, und insbesondere auf ein Zwei-Wege-Pilotventil, das das Eindringen von Fremdkörpern (Chips) in einen abgedichteten Teil einer Einsetzöffnung in einer Platte, durch welche eine Stange hindurchtritt, verhindert.
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In Fluiddurchgängen für Luft, Wasser, Öl oder dgl. wird im Allgemeinen ein Schaltventil vorgesehen, das den Fluidstrom erlaubt oder blockiert. Ein solches Schaltventil hat einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Ein Ventilsitz zum Verbinden des ersten Anschlusses mit dem zweiten Anschluss ist in dem Fluiddurchgang vorgesehen, und ein Ventilelement zum Öffnen und Schließen des Fluiddurchgangs durch Aufsetzen bzw. Abheben von dem Ventilsitz ist vorgesehen. Das Ventilelement ist über eine Stange mit einem Kolben verbunden. Eine Druckbetätigungskammer ist an der Ventilelementseite des Kolbens vorgesehen, während an der gegenüberliegenden Seite eine Spulenfeder vorgesehen ist. Der Kolben bewegt das Ventilelement durch die Zufuhr von Druckfluid von einem Pilotventil zu der Druckbetätigungskammer entgegen der Federkraft der Rückführfeder in einer Richtung weg von dem Ventilsitz. Während das Druckfluid abgelassen wird, bewegt sich das Ventilelement durch die Federkraft der Spulenfeder in einer Richtung, in der es auf dem Ventilsitz aufsetzt (vgl.
JP 2001-193846 A1 ).
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Ein solches Zwei-Wege-Pilotventil, welches den Kolben mit Hilfe des Druckfluids und der Spulenfeder antreibt, arbeitet schnell, d. h. dass die Geschwindigkeit zum Antreiben des Kolbens zum Öffnen und Schließen des Fluiddurchgangs durch Abheben des Ventilelementes von dem Ventilsitz bzw. in Kontakt bringen des Ventilelementes mit dem Ventilsitz hoch ist. Dementsprechend wird ein solches Zwei-Wege-Pilotventil für Ventile bevorzugt, durch welche Gas und Flüssigkeit mit einem niedrigen Druck strömt.
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Aus der
DE 196 01 856 C2 ist ein Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem ein Ventilinnenraum durch einen Ventilkegel von einem Ausblasestutzen getrennt ist. Der Ventilkegel ist mit einem Stellkolben in einem Stellzylinder verbunden, wobei durch den Stellkolben im Stellzylinder ein Steuerraum und ein Dämpfungsraum gebildet werden. Der Dämpfungsraum steht über einen Überstromkanal mit dem Ventilinnenraum in Verbindung. Der Ventilkegel ist über einen Dämpfungskolben mit dem Stellzylinder verbunden, wobei der untere Abschnitt des Dämpfungskolbens mit einem Balg versehen ist, um den Dämpfungskolben gegenüber dem Ventilinnenraum abzudichten.
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Das Ventil aus
US 4,274,432 beschreibt ein Ventil mit einem Ventilkörper und einem Ventiloberteil. Darin befindet sich eine Ventilelementanordnung mit einem Ventilelement und einem Ventilschaft. Ein Dichtungselement ist zwischen Ventilschaft und Ventiloberteil angeordnet. Zum Wechseln des Dichtungselements weist das Ventilelement einen Hintersitz auf, der an einem weiteren Hintersitz am unteren Ende des Ventiloberteils anliegt, wenn das Ventil in seiner vollständig offenen Position ist. Dadurch werden das Ventiloberteil und das Dichtungselement vom Druck im Ventilkörper isoliert. Dokument
US 2,011,087 offenbart einen Absperrhahn, der einen Körper mit einem Durchgang für ein Fluid aufweist. Das Ventil besitzt außerdem ein Oberteil mit einem abnehmbaren Deckel, der als Führung für einen Ventilschaft dient. Der Deckel weist eine Stopfbuchse mit einer Dichtung auf, die den Schaft gegen den Deckel abdichtet. Unterhalb der Dichtung befindet sich eine Kammer mit einer Mutter, deren oberes Ende ein unteres Drucklager für den Ventilschaft bildet. Zwischen der Kammer und der Dichtung befindet sich eine radiale Aussparung, durch die der Kammer Schmiermittel zugeführt werden kann.
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Insbesondere bei Flüssigkeitsdurchgängen für Flüssigkeit mit hohem Druck, bspw. Kühlmittel, tritt aufgrund der schnellen Zunahme des Ventilauslassdruckes beim Öffnen des Ventils manchmal Fremdmaterial, bspw. Chips, die in dem Durchflussdurchgang fließen, in einen Abdichtungsabschnitt in einer Einsetzöffnung einer Platte, durch welche eine Stange hindurchtritt, ein. In einem solchen Fall kann das Dichtmaterial in dem Dichtabschnitt beschädigt werden, so dass die Dichtleistung verringert wird. Dann kann die Flüssigkeit, die in dem Flüssigkeitsdurchgang fließt, in einen Ventilantriebsmechanismus strömen, so dass die Ventilfunktion des Schaltventils leidet.
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Ein solches Problem tritt nicht nur bei normalerweise geschlossenen oder normalerweise offenen, in einer Richtung wirkenden Ventilen mit Rückführfedern auf, sondern auch bei doppelt wirkenden Ventilen.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zwei-Wege-Pilotventil vorzuschlagen, welches das Eindringen von Fremdmaterial, das in einem Flüssigkeitsdurchgang fließt, in einen Dichtabschnitt einer Einsetzöffnung in einer Platte, durch welche eine Stange hindurchtritt, weitestgehend verhindert, so dass die Beschädigung des Dichtabschnittes durch das Eindringen des Fremdmaterials verhindert und die Lebensdauer des Dichtabschnittes verlängert wird.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß umfasst das Zwei-Wege-Pilotventil einen Ventilabschnitt mit einem Ventilsitz, der in einem Flüssigkeitsdurchgang zur Verbindung eines ersten Anschlusses und eines zweiten Anschlusses ausgebildet ist, und einem Ventilelement zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, und einen Ventilantriebsmechanismus zum Antreiben des Ventilelements durch die Wirkung eines Pilot- oder Steuerfluiddruckes. Der Ventilantriebsmechanismus weist eine Stange auf, die durch eine Einsetzöffnung einer Platte hindurchtritt, welche in einem abgedichteten Zustand einem Flüssigkeitsdurchgang zugewandt ist, und deren vorderes Ende in den Fluiddurchgang vorsteht. Das Ventilelement ist mit dem vorderen Abschnitt der Stange verbunden. An dem in den Flüssigkeitsdurchgang vorstehenden Abschnitt ist eine Kappe vorgesehen, die an dem Umfang der Einsetzöffnung der Platte anliegt, wenn das Ventilelement den Ventilsitz öffnet, und die das Eindringen von Fremdkörpern in der Flüssigkeit in die Einsetzöffnung reduziert.
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Erfindungsgemäß ist ein Flansch an der Kappe in dem Zwei-Wege-Pilotventil vorgesehen, der an dem Umfang der Einsetzöffnung anliegt, um das Eindringen von Fremdkörpern in den Dichtabschnitt der Einsetzöffnung zu verhindern. Die Kappe ist in das Ventilelement eingesetzt, und das Ventilelement ist an dem vorderen Abschnitt der Stange angebracht.
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Erfindungsgemäß ist an dem Flanschabschnitt der Kappe ein kleiner Durchgang vorgesehen, der die Innenseite und Außenseite des Flansches verbindet, wenn der Flansch an dem Umfang der Einsetzöffnung in der Platte anliegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, eine Schutzkappe vorzusehen, um zu verhindern, dass Fremdmaterial in die Nähe des Kappenumfanges kommt.
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Die Schutzkappe ist vorzugsweise so angeordnet, dass ein Ende der Schutzkappe an der Platte befestigt ist und das andere Ende eine zylindrische Oberfläche an einem Außenumfang des Ventilelementes umgibt.
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Die Schutzkappe besteht vorzugsweise aus einem Metallbalg, der zwischen der Platte und dem Ventilelement vorgesehen ist.
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In Weiterbildung der Erfindung sind in der Einsetzöffnung der Platte ein erster Dichtabschnitt zum Abdichten des Druckes von dem Ventilantriebsmechanismus und ein zweiter Dichtabschnitt zum Verhindern des Eintretens von Fremdmaterial, das in dem Flüssigkeitsdurchgang fließt, vorgesehen. Zwischen dem ersten Dichtabschnitt und dem zweiten Dichtabschnitt ist eine Nut vorgesehen, in welche ein Schmiermittel zum Schmieren des Bereiches zwischen dem ersten Dichtabschnitt und dem zweiten Dichtabschnitt und der Stange eingefüllt ist.
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Mit dem Zwei-Wege-Pilotventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Eintreten von Fremdmaterial, das in dem Flüssigkeitsdurchgang fließt, in den Dichtabschnitt am Umfang der Einsetzöffnung in der Platte, durch welche die Stange hindurchtritt, zu verhindern. Dementsprechend kann die Lebensdauer des Dichtabschnittes verlängert werden und es ist möglich, eine Beeinträchtigung der Ventilfunktion des Zwei-Wege-Pilotventils durch Eindringen von Flüssigkeit in den Ventilantriebsmechanismus zu vermeiden.
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Wird die Schutzkappe, die verhindert, dass sich Fremdkörper der Kappe nähern, an dem Umfang der Kappe vorgesehen, ist es außerdem möglich, das Eintreten von Fremdkörpern in den Dichtabschnitt der Einsetzöffnung während aller Hübe der Stange zu vermeiden.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Schnitt durch ein Zwei-Wege-Pilotventil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in einem Zustand, in dem das Ventil geöffnet ist,
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2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des wesentlichen Bereiches von 1,
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3 ist ein Schnitt durch ein Zwei-Wege-Pilotventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die linke Seite des Ventils geöffnet und die rechte Seite des Ventils geschlossen dargestellt ist,
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4 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Bereich einer Schutzkappe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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5 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Bereich einer Schutzkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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6 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Bereich einer Schutzkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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7 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Bereich einer Schutzkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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8 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Bereich einer Schutzkappe gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt den Aufbau eines Zwei-Wege-Pilotventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der wesentliche Bereich eines Zwei-Wege-Pilotventils 1 umfasst einen Ventilabschnitt 2, der in einem Ventilkörper 20 einen Flüssigkeitsdurchgang 23, welcher zwischen einem ersten Anschluss (Einlassanschluss) 21 und einem zweiten Anschluss (Auslassanschluss) 22, an welchem ein Ventilsitz 24 vorgesehen ist, ausgebildet ist, und ein Ventilelement 25 aufweist, welches den Flüssigkeitsdurchgang 23 durch Aufsetzen bzw. Abheben von dem Ventilsitz 24 schließt bzw. öffnet, einen Ventilantriebsmechanismus 3, welcher das Ventilelement 25 durch Antreiben eines Kolbens 32, der über eine Stange 31 mit dem Ventilelement 25 verbunden ist, mittels Pilot- oder Steuerfluiddruck öffnet und schließt, und ein Pilotventil (nicht dargestellt), welches das Pilotfluid dem Ventilantriebsmechanismus 3 zuführt und das Pilotfluid von dem Ventilantriebsmechanismus 3 abführt.
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Der Ventilantriebsmechanismus 3 treibt das Ventilelement 25 an und umfasst in einem Gehäuse 30, welches den Ventilantriebsmechanismus 3 aufnimmt, einen Zylinderabschnitt 30A, welcher einen Kolben 32, der mit dem Ventilelement 25 über die Stange 31 verbunden ist, gleitend aufnimmt, und einen Gehäuseabschnitt 30B, der ein elastisches Element 34 mit Spulenfedern 34a und 34b aufnimmt. An einer Oberflächenseite (untere Seite) des Kolbens 32 in dem Zylinder 30A ist eine Druckbetätigungskammer 33 für die Zufuhr und Abfuhr des Pilotfluids vorgesehen. An einer Seite des Kolbens 32 kann der Kolben 32 mit Hilfe des Pilotfluiddruckes in einer Richtung angetrieben werden, in welcher das Ventilelement 25 von dem Ventilsitz 24 abhebt.
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Zur Abtrennung der Druckbetätigungskammer 33 in dem Gehäuse 30 von dem Durchgang 23 in dem Ventilkörper 20 in dem Ventilabschnitt 2 ist der Endabschnitt der Druckbetätigungskammer 33 in dem Gehäuse 30 über eine Platte 36, die ein Dichtelement 37 aufweist, abgedichtet. Die Platte 36 wird über ein Dichtelement 26 gegenüber dem Ventilkörper 20 in dem Ventilabschnitt 2 abgedichtet.
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Das elastische Element 34, das an der gegenüberliegenden Seite der Druckbetätigungskammer 33 angeordnet ist, ist zwischen dem Kolben 32 und der Endwand des Gehäuseabschnittes 30B in komprimierten Zustand vorgesehen und spannt den Kolben 32 in Schließrichtung des Ventils vor.
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In der Mitte des Kolbens 32 ist ein konkaver Abschnitt 32a, der sich zu der Seite der Druckbetätigungskammer 33 öffnet, vorgesehen. Die Stange 31 ist in dem konkaven Abschnitt 32a an der Mitte des Kolbens 32 befestigt.
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Die Platte 36 umfasst an der gegenüberliegenden Fläche des Kolbens 32 einen säulenförmigen Abschnitt 36a, der in den konkaven Abschnitt 32a des Kolbens 32 eingesetzt wird. An dem zentralen Abschnitt des säulenförmigen Abschnittes 36a ist eine Einsetzöffnung 36b ausgebildet, durch welche die Stange 31 hindurchtritt. Durch Vorsehen einer Führungshülse 40, eines ersten Dichtelementes 41a, eines zweiten Dichtelementes 41b und eines dritten Dichtelementes 41c in dieser Reihenfolge von der Seite der Druckbetätigungskammer 33 an der inneren Umfangsfläche der Einsetzöffnung 36b, kann die Stange 31 gleiten, wobei gleichzeitig eine Abdichtung gegenüber dem Flüssigkeitsdurchgang 23 gewährleistet ist. Zwischen dem ersten Dichtelement 41a und dem zweiten Dichtelement 41b ist eine Nut 42 vorgesehen. Durch Füllen der Nut 42 mit Schmiermittel wird eine Schmierung zwischen dem ersten Dichtelement 41a und dem zweiten Dichtelement 41b und der Stange 31 erreicht. Das erste Dichtelement 41a dichtet den Druck gegenüber dem Ventilantriebsmechanismus ab, während das zweite Dichtelement 41b das Eintreten von Fremdkörpern, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, verhindert. Das dritte Dichtelement 41c dient als Abstreifer zum Abstreifen von an der Stange 31 anhaftendem Staub oder dgl..
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An einem Befestigungsabschnitt des Ventilelementes 25 an der Stange 31 ist eine Kappe 50 (vgl. 2) vorgesehen, die einen Flansch 50a aufweist, welcher an dem Umfang der Einsetzöffnung 36b in der Platte 36 anliegt, wenn das Ventil geöffnet ist. Die Kappe 50 schützt das erste Dichtelement 41a, das zweite Dichtelement 41b und das dritte Dichtelement 41c vor einem schnellen Druckanstieg an der Sekundärseite (Rückseite) des Ventilelementes 25 und verhindert das Eintreten von Fremdkörpern, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, in die Dichtelemente 41b und 41c in der Einsetzöffnung 36b. Die Kappe 50 ist in das Ventilelement 25 eingesetzt. Das Ventilelement 25 ist über einen Stift 51 an dem vorderen Ende der Stange 31 und der Kappe 50 befestigt.
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An dem Umfang der Kappe 50 ist ein nutenähnlicher kleiner Durchgang 50b vorgesehen, der in einem Zustand, in welchem die Kappe 50 an dem Umfang der Einsetzöffnung 36b in der Platte 36 anliegt, die Räume innerhalb und außerhalb des Flansches 50a verbindet. Der schmale Durchgang 50b verhindert, dass die Kappe 50 selbst die Flüssigkeit, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 strömt, in die Dichtelemente 41a bis 41c in der Einsetzöffnung 36b presst, wenn das Ventil geöffnet wird.
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Die Druckbetätigungskammer 33, die zwischen dem Kolben 32 in dem Zylinderabschnitt 30A und der Platte 36 vorgesehen ist, kommuniziert über einen Pilotdurchgang 44, der sich an der inneren Umfangsfläche des Zylinderabschnittes 30A öffnet, mit einer Pilotdurchgangsöffnung 43. Die Pilotdurchgangsöffnung 43 öffnet sich zu der oberen Fläche des Gehäuses 30.
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An dem oberen Abschnitt des Gehäuses 30 ist ein Pilotzufuhr-/abfuhranschluss 45, der über ein Pilotventil mit einer Pilotfluidquelle verbunden ist, vorgesehen. Der Pilotzufuhr-/abfuhranschluss 45 steht mit der Pilotdurchgangsöffnung 43 über eine Eingangsöffnung 47, die sich an der oberen Fläche des Gehäuses 30 öffnet, und einen Verbindungsnutdurchgang 7a in einer Durchgangsfestlegungsplatte 7, die an dem Gehäuse 30 befestigt ist, in Verbindung.
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An der oberen Fläche des Gehäuses 30 ist außerdem ein Belüftungsdurchgang 49 vorgesehen, der eine Belüftungsöffnung 48 in dem Gehäuseabschnitt 30B aufweist und mit dem Inneren der Durchgangsfestlegungsplatte 7 und der Seitenfläche des Gehäuses 30 in dem oberen Abschnitt des Gehäuses 30 kommuniziert. Die Belüftungsöffnung 48 und der Belüftungsdurchgang 49 an der oberen Fläche des Gehäuses 30 kommunizieren miteinander über einen Verbindungsdurchgang 7b in der Durchgangsfestlegungsplatte 7.
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Bei dem Zwei-Wege-Pilotventil kann der Pilotzufuhr-/abfuhranschluss 45, der an dem oberen Abschnitt des Gehäuses 30 vorgesehen ist, mit der Pilotfluidquelle verbunden werden. Das Pilotventil für die Zufuhr und Abfuhr des Pilotfluids kann an der oberen Fläche des Gehäuses 30 angeordnet sein. In diesem Fall ist das Pilotventil an dem Gehäuse 30 angeordnet, wobei die Eingangsöffnung 47 mit dem Eingangsanschluss des Pilotventils verbunden, die Pilotdurchgangsöffnung 43 mit dem Ausgangsanschluss des Pilotventils verbunden und die Belüftungsöffnung 48 und der Abfuhranschluss des Pilotventils mit dem Belüftungsdurchgang 49 verbunden sind.
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Wird bei dem so aufgebauten Zwei-Wege-Pilotventil 1 dem Pilotventil elektrischer Strom zugeführt, so tritt das Pilotfluid, das durch den Pilotzufuhr-/abfuhranschluss 45 fließt, durch den Pilotdurchgang 44 in die Druckbetätigungskammer 33 ein, das Pilotfluid treibt den Kolben 32 durch den Fluiddruck entgegen der Federkraft des elastischen Elementes 34 an, das Ventilelement 25 wird durch die Stange 31 angetrieben, das Ventilelement 25 wird von dem Ventilsitz 24 abgehoben, und der Flüssigkeitsdurchgang 23 wird geöffnet.
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Wenn das Ventilelement 25 wie oben beschrieben den Ventilsitz 24 vollständig öffnet, legt der Flanschabschnitt 50a der Kappe 50, der an dem Befestigungsabschnitt des Ventilelementes 25 in der Stange 31 vorgesehen ist, an dem Umfang der Einsetzöffnung 36b in der Platte 36, durch welche die Stange 31 hindurchtritt, an. Dementsprechend können die Dichtelemente 41b und 41c vor einem schnellen Druckanstieg an der Sekundärseite des Ventilelementes 25 geschützt werden. Das Eintreten von Fremdkörpern, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, in die Dichtelemente 41a bis 41c in der Einsetzöffnung 36b und die Beschädigung der Dichtelemente kann vermieden werden. Dadurch ist es möglich, die Lebensdauer der Dichtelemente zu verlängern.
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Da der kleine Durchgang 50b, der an dem Umfang der Kappe 50 vorgesehen ist, die inneren und äußeren Räume des Flansches 50a verbindet, ist es außerdem möglich, zu verhindern, dass die Kappe 50 die Flüssigkeit, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließt, in die Dichtelemente 41a bis 41c in der Einsetzöffnung 36b presst, wenn das Ventil geöffnet wird.
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Beim Schließen des Flüssigkeitsdurchgangs 23 wird in umgekehrter Reihenfolge das Pilotfluid abgeführt, der Pilotfluiddruck in der Druckbetätigungskammer 33 sinkt, der Kolben 32 wird durch die Federkraft des elastischen Elementes 34 in einer Richtung zum Schließen des Ventils angetrieben, das Ventilelement wird zu dem Ventilsitz 24 gepresst und setzt auf diesem auf, und der Flüssigkeitsdurchgang wird geschlossen.
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In 1 ist ein Magnet 52 an dem Kolben 32 vorgesehen. Ein Magnetsensor 53 erfasst die Kolbenposition mit Hilfe des Magnetfeldes des Magneten 52.
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3 zeigt ein Zwei-Wege-Pilotventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei auf der linken Seite das Ventil geöffnet und auf der rechten Seite das Ventil geschlossen dargestellt ist.
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Das Zwei-Wege-Pilotventil 11 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine Schutzkappe 60 um zu verhindern, dass Fremdkörper in die Nähe der Kappe 50 gelangen. Die Schutzkappe 60 ist um die Kappe 50 angeordnet, welche an dem Befestigungsabschnitt des Ventilelementes 25 an der Stange 31 vorgesehen ist.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist die Druckbetätigungskammer 33 der ersten Ausführungsform in eine Kolbendruckkammer 33a, die um die Basis des säulenförmigen Abschnittes 36a der Platte 36 angeordnet ist, und eine Dämpfungskammer 33b, die zwischen einem konkaven Abschnitt 32a des Kolbens 32 und dem vorderen Abschnitt des säulenförmigen Abschnittes 36a der Platte 36 angeordnet ist, unterteilt. Zwischen der Kolbendruckkammer 33a und der Dämpfungskammer 33b ist ein Rückflussverhinderungselement 38 vorgesehen, welches das Fließen von Pilotfluid in die Dämpfungskammer 33b von der Seite der Kolbendruckkammer 33a aus erlaubt, aber das Pilotfluid blockiert, so dass lediglich eine kleine Menge des Pilotfluids durch einen kleinen Durchgang in Rückwärtsrichtung fließen kann. Dementsprechend dient der in der Dämpfungskammer 33b verbleibende Pilotfluiddruck als Widerstand zum Antreiben des Kolbens, und die Bewegung des Kolbens 32 in Öffnungsrichtung des Ventils wird verringert, so dass das Schlagen oder Klopfen, das beim Schließen des Ventils bewirkt wird, reduziert werden kann.
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Bei der ersten Ausführungsform ist der Belüftungsdurchgang 49 an dem oberen Abschnitt des Gehäuses 30 vorgesehen. Bei der zweiten Ausführungsform ist dagegen ein Pilotabfuhranschluss 46 vorgesehen, um das Pilotfluid nach außen abzuführen. Der Abfuhranschluss 46 ist so angeschlossen, dass das Pilotfluid von der Pilotdurchgangsöffnung 43 durch das Pilotventil und die Belüftungsöffnung 48 abgeführt wird. Der Abfuhranschluss 46 dient auch als Belüftungsanschluss des Gehäuseabschnittes 30B.
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Der übrige Aufbau der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen der gleiche wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Dementsprechend werden gleiche Bezugszeichen für entsprechende Elemente verwendet und insoweit auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Die Schutzkappe 60, die um die Kappe 50 vorgesehen ist, wird befestigt, indem sie zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 an einem Ende des Innenumfangs eines Dichtelementes 26, das an einem Verbindungsabschnitt der Platte 36 und des Ventilkörpers 20 vorgesehen ist, aufgenommen wird. Das andere Ende der Schutzkappe 60 ist in Gleitkontakt mit einer zylindrischen Oberfläche 25a des Ventilelementes 25 mit geringem Spiel eingesetzt, um das Eintreten von Fremdkörpern, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, zu verhindern. Somit ist die Schutzkappe 60 so an der zylindrischen Fläche des Außenumfangs des Ventilelementes 25 angeordnet, dass sie die Einsetzöffnung 36b der Stange 31 in der Platte 36 umgibt. Der innere Abschnitt, der von der Schutzkappe 60 umgeben wird, ist eine Stangenkammer 68, die die Stange 31 umgibt.
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An der Schutzkappe 60 ist eine Vielzahl von Mikroporen 60a, die mit der Innenseite und der Außenseite der Schutzkappe in Verbindung stehen, vorgesehen. Diese Mikroporen 60a verringern die Drucksteigerung in der Stangenkammer 68, wenn das Ventil geöffnet wird. Die Mikroporen 60a sind so geformt, dass die Fremdkörper, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, nicht hindurchtreten können.
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Die Schutzkappe 60 kann auch an dem Zwei-Wege-Ventil gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen werden.
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Bei dem Zwei-Wege-Pilotventil gemäß dem obigen Aufbau wird die Stange 31 an allen Hubabschnitten von der Stangenkammer 68 umgeben, wobei der Endabschnitt der Schutzkappe 60 mit der zylindrischen Oberfläche 25a des Ventilelementes 25 in Gleitkontakt steht. Dementsprechend ist es möglich, das Eintreten von Fremdkörpern, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, in die Stangenkammer 68 weitestgehend zu vermeiden. Dadurch ist es möglich, das Eintreten der Fremdkörper in die Dichtelemente 41a bis 41c in der Einsetzöffnung 36b der Stange 31 in der Platte 36 zu verhindern.
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Bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung bei in einer Richtung wirkenden Zwei-Wege-Pilotventilen des normalerweise geschlossenen Typs verwendet, bei welchen das Ventilelement 25 den Ventilsitz 24 normalerweise schließt und bei der Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Pilotventil das Ventilelement 25 von dem Ventilsitz 24 abhebt und den Flüssigkeitsdurchgang 23 öffnet. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die in einer Richtung wirkenden Zwei-Wege-Pilotventile des normalerweise geschlossenen Typs beschränkt, sondern kann auch bei in einer Richtung wirkenden Zwei-Wege-Pilotventilen des normalerweise offenen Typs eingesetzt werden, bei welchen das Ventilelement 25 normalerweise den Ventilsitz 24 öffnet und bei der Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Pilotventil das Ventilelement 25 durch den Pilotfluiddruck in Kontakt mit dem Ventilsitz 24 gepresst wird und den Flüssigkeitsdurchgang 23 verschließt.
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Bei der Ausführungsform gemäß 3 kann die vorliegende Erfindung auch bei einem in beiden Richtungen wirkenden Zwei-Wege-Pilotventil eingesetzt werden, bei welchem das Ventilelement 25 in Kontakt mit dem Ventilsitz 24 gebracht bzw. von diesem abgehoben wird, ohne dass das elastische Element 34 in den Gehäuseabschnitt 30B des Zwei-Wege-Pilotventils vorgesehen ist, indem abwechselnd der Pilotfluiddruck von dem Pilotzufuhr-/abfuhranschluss 45 in dem Gehäuse 30 der Druckbetätigungskammer 33 und von dem Zufuhr-/abfuhranschluss 46 zu der Kammer, die auf der der Druckbetätigungskammer 33 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 32 in dem Zylinderabschnitt 30A angeordnet ist, zugeführt bzw. abgeführt wird.
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Nachfolgend werden Modifikationen der zweiten Ausführungsform erläutert. Der Aufbau und die Betriebsweise ist im Wesentlichen die gleiche wie bei der ersten oder der zweiten Ausführungsform bis auf die nachfolgend im Einzelnen beschriebenen Punkte.
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4 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen wesentlichen Bereich des Zwei-Wege-Ventils gemäß einer Ausführungsform der zweiten Erfindung.
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Bei dem Zwei-Wege-Ventil dieser abgewandelten Ausführungsform besteht eine Schutzkappe 61 zur Verhinderung, das Fremdkörper der Kappe nahe kommen, aus porösem Material, insbesondere gesintertem Metall, das für ein Filterelement oder dgl. verwendet wird. Wie bei dem Fall gemäß 3 wird die Schutzkappe 61 befestigt, indem sie an dem einen Ende zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 gehalten wird. Das andere Ende der Schutzkappe 61 wird nahe bei der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 angeordnet, ohne diese zu berühren, wobei nur ein geringer Freiraum dazwischen vorgesehen ist, um zu verhindern, dass Fremdkörper, die in dem Flüssigkeitsdurchgang 23 fließen, eintreten. Bei diesem Aufbau ist es nicht notwendig, an der Schutzkappe 61 Mikroporen vorzusehen. Es ist möglich, das Eindringen von Fremdkörpern in die Stangenkammer 68 weitestgehend zu vermeiden.
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Das Material der Schutzkappe 61 bei dieser Ausführungsform ist nicht auf das oben beschriebene poröse Material aus Sintermetall beschränkt, sondern es kann auch ein poröser Kunststoff, bspw. PVA-Schaumstoff, verwendet werden.
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Bei einer weiteren Abwandlung gemäß 5 besteht eine Schutzkappe 62 aus einem Metallbalg. Der Metallbalg, der die Schutzkappe 62 bildet, wird befestigt, indem er an einem Ende zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 am Innenumfang des Dichtelementes 26, das in dem Verbindungsbereich zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 vorgesehen ist, gehalten wird. Das andere Ende der Schutzkappe 62 liegt an einem Kragenabschnitt 25b an, der vorstehend um das Ventilelement 25 vorgesehen ist. Somit ist der Metallbalg so angeordnet, dass er die zylindrische Fläche des Außenumfangs des Ventilelementes 25 und der Stange 31 umgibt. An dem von der Schutzkappe 62 umgebenen inneren Bereich ist eine Stangenkammer 68, in welcher die Stange 31 gleitet, vorgesehen. An der Schutzkappe 62 ist ein Vielzahl von Mikroporen 62a, die die Innen- und Außenseite der Schutzkappe 62 verbinden, vorgesehen.
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Da der Metallbalg, der die Schutzkappe 62 bildet, in Axialrichtung elastisch expandiert und kontrahiert, ist es nicht immer notwendig, dass der Endabschnitt des Metallbalgs an der zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 gehaltenen Seite zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 gehalten wird. Bei einer Schutzkappe 63, wie sie in 6 gezeigt ist, kann der Metallbalg in Gleitkontakt mit dem Innenumfang des Verbindungsabschnittes der Platte 36 und des Ventilkörpers 20 stehen und zwischen der Platte 36 und dem Kragenabschnitt 25b des Ventilelementes 25 elastisch befestigt sein. An der Schutzkappe 63 ist ebenfalls eine Vielzahl von Mikroporen 62a, die die Innen- und Außenseiten der Schutzkappe 63 verbinden, vorgesehen.
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Bei einer in 7 gezeigten abgewandelten Ausführungsform ist eine Schutzkappe 64 doppelt ausgebildet, wobei sie in Gleitkontakt mit der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 steht, so dass die Dichtleistung gegenüber den Fremdkörpern in diesem Bereich verbessert werden kann.
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Im Einzelnen hat die Schutzkappe 64 eine innere Kappe 64A und eine äußere Kappe 64B. In einem Verbindungsbereich zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 ist ein Ende der inneren Kappe 64A und der äußeren Kappe 64B zwischen der Platte 36 und dem Ventilkörper 20 aufgenommen, so dass die Schutzkappe 64 befestigt ist. Das andere Ende der inneren Kappe 64A ist gegenüber der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 angeordnet, so dass das andere Ende im Wesentlichen in Gleitkontakt mit der zylindrischen Oberfläche 25a steht. Die Spitze des anderen Endes der äußeren Kappe 64b ist zu dem Ventilelement 25 abgeknickt, um die innere Kappe 64a abzudecken, wobei das andere Ende im Wesentlichen in Gleitkontakt mit der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 steht.
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Die innere Kappe 64A und die äußere Kappe 64B bilden eine doppelte Schutzkappe 64, die den Umfang der Einsetzöffnung 36b (vgl. 1) der Stange 31 von der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 zu der Platte 36 umgibt. Der von der Schutzkappe 64 umgebene Raum ist die Stangenkammer 68.
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An der inneren Kappe 64A und der äußeren Kappe 64B, welche die Schutzkappe 64 bilden, ist eine Vielzahl von Mikroporen 64a und 64b, welche die Innen- und Außenseiten der Schutzkappe 64 verbinden, an einander nicht gegenüberliegenden Positionen vorgesehen. Diese Mikroporen 64a und 64b ermöglichen es, das Eintreten der Fremdkörper in die Stangenkammer 68 weitestgehend zu verhindern und reduzieren außerdem die Druckerhöhung in der Stangenkammer 68, wenn das Ventil geöffnet wird.
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Eine Schutzkappe 65 gemäß einer weiteren Ausführungsform, wie sie in 8 dargestellt ist, weist einen Halteabschnitt 65b auf, der ein im Wesentlichen U-förmiges Dichtelement hält, das an einer Gleitkontaktseite an dem Endabschnitt der in Gleitkontakt mit der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 stehenden Seite geöffnet ist. Ein Dichtelement 66 ist in den Halteabschnitt 65b eingesetzt, um gegenüber der zylindrischen Fläche 25a abzudichten. Das vordere Ende der Schutzkappe 65 an der in Gleitkontakt mit dem Ventilelement 25 stehenden Seite ist so geformt, dass es in Gleitkontakt mit der zylindrischen Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 steht. Durch das vordere Ende der Schutzkappe 65 und das Dichtelement 66 wird es ermöglicht, die zylindrische Oberfläche 25a des Außenumfangs des Ventilelementes 25 doppelt abzudichten. Außerdem weist die Schutzkappe 65 eine Vielzahl von Mikroporen 65b auf, die die Innen- und Außenseiten der Schutzkappe 65 verbinden.