DE102013002883A1

DE102013002883A1 - Pneumatisches Wechselventil zur wechselweisen Versorgung beziehungsweise gleichzeitigen Entlüftung zweier Verbraucherleitungen

Info

Publication number: DE102013002883A1
Application number: DE201310002883
Authority: DE
Inventors: Detlev Eggebrecht; Dirk Hillbring
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-08-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Wechselventil (2) zur wechselweisen Versorgung jeweils einer von zwei Verbraucherleitungen und zur Entlüftung der jeweils anderen Verbraucherleitung, wobei das Wechselventil (2) als steuerbares 4/2-Wegeventil mit je einer Anschlussöffnung (C1, C2) für die beiden Verbraucherleitungen, ferner für eine Anschlussöffnung (S) für eine Versorgungszuleitung und Anschlussöffnung (V) für eine Entlüftung ausgebildet ist. Gemäß der Erfindung ist das Wechselventil (2) als Sitzventil ausgebildet, mit einem in einer axialen zylindrischen Bohrung eines Gehäuses (4) axial verstellbaren Hauptkolben (8) und einem in einer inneren Umfangsnut (6) der axialen Bohrungswand (5) des Gehäuses (4) sowie in einem Umfangsspalt (10) des Hauptkolbens (8) mit Spiel axial verstellbaren Nebenkolben (12). Die beiden Innenkanten (26, 28) der Umfangsnut (6) bilden Ventilsitze für zwei radial äußere Umfangskanten (22, 24) des Nebenkolbens (12), und die beiden radialen Außenkanten (18, 20) des Umfangsspaltes (10) des Hauptkolbens (8) bilden jeweils Ventilsitze für die beiden radial inneren Umfangskanten (14, 16) des Nebenkolbens (12). Bei jeder Endstellung des Hauptkolbens (8) wird eine der Anschlussöffnungen (C1; C2) für die beiden Verbraucherleitungen mit der Anschlussöffnung (S) für die Versorgungszuleitung sowie die jeweils andere der Anschlussöffnungen (C2; C1) für die beiden Verbraucherleitungen mit der Anschlussöffnung (V) für die Entlüftung verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Wechselventil zur wechselweisen Versorgung jeweils einer von zwei Verbraucherleitungen und zur gleichzeitigen Entlüftung der jeweils anderen Verbraucherleitung beziehungsweise umgekehrt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Typische Anwendungsbereiche für derartige Wechselventile oder funktionsgleiche Wechselventilanordnungen sind Luftaufbereitungsanlagen, beispielsweise für die Druckluftversorgung von Nutzkraftfahrzeugen, bei denen zwei parallel angeordnete Trocknungsmittelkammern beziehungsweise Kartuschen über zugeordnete Verbraucherleitungen wechselweise mit zu trocknender Druckluft versorgt oder mittels getrockneter Betriebsluft regeneriert werden. Die Umschaltung von einem Modus in den anderen Modus erfolgt über steuerbare Ventilanordnungen, mittels denen jeweils eine Versorgungsleitung an eine Druckluftquelle und die andere Versorgungsleitung gleichzeitig an die Entlüftung angeschlossen wird beziehungsweise umgekehrt. Allgemein bekannt sind Wechselventilanordnungen mit zwei 3/2-Wegeventilen, von denen ein erstes 3/2-Wegeventil beispielsweise über ein Vorsteuerventil direkt angesteuert wird und die erste Verbraucherleitung beziehungsweise die damit verbundene Kartusche mit Druckluft versorgt oder entlüftet, während der Druck im Leitungssystem dieser Kartusche das zweite 3/2-Wegeventil ansteuert, welches die Versorgung beziehungsweise Entlüftung der zweiten Verbraucherleitung oder der dieser zugeordneten Kartusche übernimmt.
Ein Nachteil derartiger Wechselventilanordnungen ist die verhältnismäßig große Anzahl der benötigten Bauteile einschließlich der erforderlichen Verrohrung, und damit einhergehend ein großer Raumbedarf, ein großer Montageaufwand bei der Herstellung sowie hohe Herstellkosten. Außerdem neigen derartige Wechselventilanordnungen in manchen Betriebszuständen zu einem unnötigen Luftverbrauch sowie zu nicht eindeutigen Schaltzuständen, wenn beispielsweise eines der 3/2-Wegeventile in einer Schwebestellung zwischen zwei Schaltpositionen verbleibt oder nicht schaltbar ist.
Aus der EP 0 199 948 A1 ist bereits eine Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft mit zwei Trocknungsmittelkammern bekannt, bei der die Umschaltung von einem Modus in den anderen Modus von einem steuerbaren 4/2-Wegeventil übernommen wird. Diese Vorrichtung ist zwar hinsichtlich des Raumbedarfes und der Herstellkosten günstiger als die vorbeschriebene Anordnung mit zwei miteinander gekoppelten 3/2-Wegeventilen, es verbleiben jedoch die den als Schieberventile ausgebildeten Wegeventilen grundsätzlich anhaftenden Nachteile einer nicht immer zuverlässigen Funktion.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welches bei geringem Raumbedarf und geringen Materialkosten eine zuverlässige Funktion gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Die Erfindung geht demnach aus von einem pneumatischen Wechselventil zur wechselweisen Versorgung jeweils einer von zwei Verbraucherleitungen und zur Entlüftung der jeweils anderen Verbraucherleitung, wobei das Wechselventil als steuerbares 4/2-Wegeventil mit je einer Anschlussöffnung für die beiden Verbraucherleitungen, ferner für eine Versorgungszuleitung und für eine Entlüftung ausgebildet ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass das Wechselventil als Sitzventil ausgebildet ist, welches umfasst:

– ein Gehäuse mit einer weitgehend zylindrischen Bohrung, an deren Bohrungswand eine Umfangsnut ausgebildet ist,
– einen in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses zwischen zwei Endstellungen axial verstellbaren, hohlen und weitgehend geschlossenen Hauptkolben, in dessen zur Bohrungswand beabstandeter Kolbenwand ein der Umfangsnut im wesentlichen gegenüberliegender, über den ganzen Wandumfang verlaufender Umfangsspalt ausgebildet ist,
– und einen im Zwischenraum zwischen der Bohrungswand und der Kolbenwand angeordneten, einerseits in die Umfangsnut und andererseits in den Umfangsspalt eingreifenden sowie in diesen mit Spiel axial verschiebbaren Nebenkolben,
– wobei die radial inneren Umfangskanten des Nebenkolbens mit den als Ventilsitze dienenden beiden Außenkanten des Umfangsspaltes des Hauptkolbens sowie die radial äußeren Umfangskanten des Nebenkolbens mit den als Ventilsitze dienenden Innenkanten der Umfangsnut des Gehäuses derart zusammenwirken, dass bei jeder der Endstellungen des Hauptkolbens die dieser Endstellung jeweils nahe radial äußere Umfangskante des Nebenkolbens am zugeordneten Ventilsitz der Umfangsnut anliegt sowie die radial innere Umfangskante vom zugeordneten Ventilsitz des Umfangsspaltes abgehoben ist, und die der Endstellung abgewandte radial innere Umfangskante des Nebenkolbens am zugeordneten Ventilsitz des Umfangsspaltes anliegt sowie die radial äußere Umfangskante des Nebenkolbens vom zugeordneten Ventilsitz der Umfangsnut abgehoben ist,
– und bei dem jeder der beiden durch den Nebenkolben voneinander getrennten Abschnitte des Zwischenraumes zwischen der Wand des Gehäuses und der Wand des Hauptkolbens, die Umfangsnut des Gehäuses und der Innenraum des Hauptkolbens, letzterer über eine Durchgangsöffnung in demselben, jeweils mit einer in der Bohrungswand ausgebildeten Anschlussöffnung in Verbindung stehen.

Der Grundriss des Gehäuses ist vorzugsweise hohlzylindrisch, so dass die axiale Bohrung des Gehäuses im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweist. Bei dieser zylindrischen axialen Bohrung des Gehäuses ist daher die genannte Umfangsnut in der Bohrungswand eine Ringnut, der erwähnte Umfangsspalt am Hauptkolben ein Ringspalt, und der Hauptkolben sowie der Nebenkolben sind jeweils als zylindrische Ringkolben ausgebildet.
Das beschriebene Gehäuse kann aber auch ein Bestandteil eines größeren Gehäuses sein, welches weitere Ventile enthalten kann und hinsichtlich seiner Außengeometrie nicht zwangsläufig zylindrisch ausgebildet sein muss. Dieses größere Gehäuse kann das Gehäuse einer Luftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs sein, in der das erfindungsgemäße Wechselventil zusammen mit anderen pneumatisch und/oder elektromagnetisch betätigbaren Ventilen angeordnet ist.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, wird nur der Hauptkolben in geeigneter, später genauer zu beschreibender Weise angesteuert und mittels einer Betätigungskraft zwischen seinen beiden Endstellungen verstellt. Dabei nimmt er den Nebenkolben, der in den in der Kolbenwand des Hauptkolbens ausgebildeten Umfangsspalt eingreift, mit, und verstellt diesen in die den beiden Endstellungen des Hauptkolbens entsprechenden Funktionsstellungen, bei denen der Nebenkolben eine erste Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt und die andere Verbraucherleitung entlüftet oder umgekehrt, wie weiter unten noch im Einzelnen dargelegt wird. Der Nebenkolben ist dabei auf dem Hauptkolben angeordnet und wird von diesem in axialer und radialer Richtung geführt.
Da in den Endstellungen des Hauptkolbens der Nebenkolben jeweils über eine seiner inneren Umfangskanten und der jeweils diametral gegenüberliegenden äußeren Umfangskante zwischen dem Hauptkolben und dem Gehäuse fest eingeklemmt ist, ergeben sich stets eindeutige Schaltzustände. Demnach liegt der als Ventilkörper dienende Nebenkolben mit seinen jeweils dichtend aktiven Umfangskanten fest an den zugeordneten und genannten Ventilsitzen an, so dass die Gefahr undefinierter Schaltzustände beispielsweise infolge von Schwebestellungen zwischen zwei Schaltstellungen nicht gegeben ist. Die Kraft, mit der die genannten Umfangskanten auf die zugeordneten Ventilsitze bzw. zugeordneten anderen Umfangskanten gedrückt werden, ist dabei jeweils von der auf den Hauptkolben wirkenden Betätigungskraft abhängig. Die gewünschte Dichtkraft ist infolgedessen durch eine entsprechende Auslegung der Betätigungskraft bestimmbar. Der Nebenkolben bildet gleichzeitig in beiden Verstellrichtungen den die Endstellung des Hauptkolbens bestimmenden Anschlag. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ventilsitze, entweder am Nebenkolben, am Hauptkolben oder aber am Gehäuse, in Form einer geeigneten Elastomerkontur an diesen Bauteilen ausgebildet, um die Ventilsitze in an sich bekannter Weise abzudichten.
Die Zuordnung der im Gehäuse ausgebildeten Anschlussöffnungen zu den Verbraucherleitungen, der Versorgungszuleitung und der Entlüftung kann ganz unterschiedlich sein und beispielsweise in Abhängigkeit von konstruktiven oder fertigungstechnischen Gegebenheiten, vom vorgegebenen Einbauraum, einer optimalen Führung der genannten Leitungen oder dergleichen gewählt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Anschlussöffnung der Versorgungszuleitung über eine Durchgangsöffnung in der Wand des Hauptkolbens mit dem Innenraum des Hauptkolbens, die Anschlussöffnung der Entlüftung mit der Umfangsnut des Gehäuses und die Anschlussöffnungen der Verbraucherleitungen jeweils mit einem der beiden Abschnitte des Zwischenraumes zwischen Gehäuse und Hauptkolben in Verbindung stehen. Die Anschlussöffnungen sind in der axialen hohlzylindrischen Bohrungswand des Gehäuses ausgebildet, wobei diese Anschlussöffnungen der Verbraucherleitungen von außen direkt in die zugeordneten Abschnitte des Zwischenraumes zwischen der Bohrungswand und der Kolbenwand münden, die Anschlussöffnung der Entlüftung von außen in die Umfangsnut des Gehäuses mündet, und die Anschlussöffnung der Versorgungszuleitung sich im Wesentlichen mit der in der Kolbenwand ausgebildeten Durchgangsöffnung deckt. Dabei sind die genannten Anschlussöffnung und die Durchgangsöffnung so ausgebildet, dass sie sich jedenfalls in beiden Endstellungen des Hauptkolbens ausreichend überlappen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung stehen beispielsweise die Anschlussöffnung der Versorgungszuleitung und der Entlüftung jeweils mit einem der Abschnitte des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Kolbenwand, die Anschlussöffnung einer ersten Verbraucherleitung mit der Umfangsnut im Gehäuse und die Anschlussöffnung der anderen Verbraucherleitung mit dem Innenraum des Hauptkolbens in Verbindung.
Bei der Schaltbewegung des Hauptkolbens wird die Einspannung des Nebenkolbens zwischen Hauptkolben und Gehäuse vorübergehend aufgehoben, so dass wenigstens drei der vier Ventilsitze geöffnet sein können und sich eine Kurzschlussströmung zwischen Versorgung und Entlüftung einstellen kann. Da der Schaltvorgang jedoch sehr schnell vonstatten geht, ist dies nicht schädlich. Man wird jedoch die Druckbeaufschlagung des Nebenkolbens vorteilhafterweise so wählen, dass dieser stets eindeutig in einer axialen Richtung belastet und an einen Ventilsitz angedrückt wird, so dass sich möglichst keine undefinierten Schwebestellungen und gegebenenfalls Axialschwingungen einstellen können.
Um diesen Effekt jedenfalls unabhängig von den bestehenden Druckverhältnissen sicherzustellen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Nebenkolben durch eine Feder in Richtung einer Endstellung vorgespannt ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Nebenkolben in einer zur Kolbenlängsachse quer stehenden Ebene in zwei zueinander koaxiale Nebenkolbenabschnitte geteilt ist. Bei einer Verstellbewegung des Hauptkolbens, bei welcher der vom Umfangsspalt gebildete Ventilsitz vom Nebenkolben abhebt und dieser vorübergehend nicht zwischen Hauptkolben und Gehäuse eingespannt ist, kann der radial auf den Nebenkolben wirkende Druck die beiden Nebenkolbenabschnitte axial auseinanderdrücken und so eine Anlage der beiden Nebenkolbenabschnitte an den zugeordneten Ventilsitzen aufrechterhalten, so dass eine Situation vermieden wird, bei der Kurzschlussströmungen entstehen, wie anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wird.
Um diesen Effekt weiter zu unterstützen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen den beiden Nebenkolbenabschnitten eine diese auseinanderspreizende Feder angeordnet ist. Diese sorgt wiederum unabhängig von den herrschenden Drücken zuverlässig dafür, dass die Nebenkolbenabschnitte auseinandergedrückt und an die zugeordneten Ventilsitze angedrückt werden.
Eine konstruktiv andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Nebenkolben im Querschnitt etwa U-förmig mit zwei radial nach außen gerichteten, am Boden der Umfangsnut abdichtend anliegenden Schenkeln ausgebildet ist, dass vom Boden der Umfangsnut aus ein Radialflansch radial nach innen zwischen die Schenkel des U-förmigen Nebenkolbens ragt und an dessen Bodenwand dichtend anliegt, und dass die Schenkel des U-förmigen Nebenkolbens von axialen Durchgangsöffnungen durchsetzt sind. Über diese Durchgangsöffnungen kann sich der Druck zu beiden axialen Seiten der Schenkel des U-förmigen Nebenkolbens ausgleichen, so dass die auf den Nebenkolben wirkenden Drücke ausgeglichen sind und jedenfalls keinen Einfluss auf die Stellung des Nebenkolbens während des Schaltvorganges haben.
Die Betätigung des Wechselventils mit den Merkmalen der Erfindung erfolgt vorzugsweise so, dass der Hauptkolben pneumatisch gegen die Kraft einer Rückstellfeder aus einer ersten Endstellung in seine zweite Endstellung axial verstellbar ist. Sofern der Hauptkolben beispielsweise über ein Vorsteuerventil, vorzugsweise ein Magnetventil, mit Druck beaufschlagt wird, wird er von seiner ersten Endstellung in die zweite Endstellung bewegt. Wenn der Steuerdruck aufgehoben wird, bewirkt die Rückstellfeder eine Verstellung des Hauptkolbens zurück in die erste Endstellung.
Der Hauptkolben kann dabei direkt über eine seiner Stirnflächen mit dem Druck eines Druckmittels beaufschlagt werden. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Hauptkolben über eine pneumatisch beaufschlagte Membran verstellbar, die an einer Stirnfläche des Hauptkolbens anliegt.
Gemäß der Erfindung kann weiter vorgesehen sein, dass der Hauptkolben eine Einrichtung zum Einstellen desselben in eine zwischen den Endstellungen liegende Zwischenstellung aufweist, bei der beide Verbraucherleitungen entlüftet werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Wechselventil zum Zwecke seiner Betätigung mittels eines Magnetventils mit Druckluft beaufschlagbar ist. Das erfindungsgemäße Wechselventil und das Magnetventil sind dabei bevorzugt in der Luftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs angeordnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
1 bis 4 schematisch in einem Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines pneumatischen Wechselventils mit ungeteiltem Nebenkolben in verschiedenen Funktionsstellungen,
5 bis 8 ein Wechselventil mit geteiltem Nebenkolben in verschiedenen Funktionsstellungen,
9 bis 12 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Wechselventils mit einem axial geteilten, mittels einer Feder gespreizten Nebenkolben in verschiedenen Funktionsstellungen,
13 bis 19 jeweils Wechselventile mit ungeteiltem Nebenkolben und mit unterschiedlicher Belegung der Anschlussöffnungen, sowie
20 ein Wechselventil mit einem einstückigen, druckausgeglichenen Nebenkolben.
Das in den 1 bis 4 dargestellte Wechselventil 2 weist ein beispielsweise hohlzylindrisches Gehäuse 4 mit einer axialen Bohrung auf, an deren Bohrungswand 5 eine Umfangsnut 6 ausgebildet ist. In der axialen Bohrung des Gehäuses 4 ist zwischen zwei Endstellungen ein axial verstellbarer, hohler und im Wesentlichen geschlossener Hauptkolben 8 angeordnet, dessen Querschnitt entsprechend dem Querschnitt der axialen Gehäusebohrung kreisförmig ist, und in dessen zur Bohrungswand beabstandeten Kolbenwand ein der Umfangsnut 6 im Wesentlichen gegenüberliegender, über den ganzen Wandumfang des Hauptkolbens 8 verlaufender Umfangsspalt 10 ausgebildet ist.
Ferner ist radial zwischen der Bohrungswand 5 und der Wand des Hauptkolbens 8 ein Zwischenraum ausgebildet, in dem ein einerseits in die Umfangsnut 6 des Gehäuses 4 und andererseits in den Umfangsspalt 10 des Hauptkolbens 8 eingreifender und in diesen mit Spiel axial verschiebbarer Nebenkolben 12 angeordnet. Der Nebenkolben 12 teilt den Zwischenraum zwischen der Bohrungswand 5 des Gehäuses 4 und dem Hauptkolben 8 in zwei Abschnitte 13 bzw. 15 auf. Die radial inneren Umfangskanten 14 und 16 des im halben Längsschnitt etwa rechteckigen Nebenkolbens 12 wirken mit den als Ventilsitze dienenden radialen Aussenkanten 18 bzw. 20 des Umfangsspaltes 10 zusammen, während die radial äußeren Umfangskanten 22 und 24 des Nebenkolbens 12 mit den als Ventilsitze dienenden radialen Innenkanten 26 bzw. 28 der Umfangsnut 6 des Gehäuses 4 zusammenwirken.
Am Gehäuse 4 ist eine Anschlussöffnung S (supply) für eine Versorgungszuleitung, eine Anschlussöffnung V (venting) für die Entlüftung, eine erste Anschlussöffnung C1 (Cartridge 1) für eine erste Verbraucherleitung und eine zweite Anschlussöffnung C2 für eine zweite Verbraucherleitung ausgebildet. Die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung steht über eine in der Wand des Hauptkolbens 8 ausgebildete Durchgangsöffnung 34 mit dem Innenraum 36 in Verbindung, die Anschlussöffnung V für die Entlüftung steht mit der Umfangsnut 6 im Gehäuse 4 in Verbindung, und die beiden Anschlussöffnungen C1 bzw. C2 stehen jeweils mit einem der Abschnitte 13 bzw. 15 des Zwischenraumes in Verbindung.
Der Hauptkolben 8 kann pneumatisch durch Druckbeaufschlagung der ersten Stirnseite 30 zwischen einer in 1 gezeigten ersten Endstellung und einer in 3 gezeigten zweiten Endstellung gegen die Kraft einer auf die gegenüberliegende zweite Stirnseite 32 des Hauptkolbens 8 wirkende Rückstellfeder 38 verstellt werden. Alternativ dazu kann der Hauptkolben 8 über eine Membran 39 verstellt werden, die ihrerseits druckbeaufschlagt wird und in 3 gestrichelt dargestellt ist.
Bei der in 1 gezeigten ersten Endstellung liegt die dieser Endstellung nahe radial äußere linke Umfangskante 22 des Nebenkolbens 12 am zugeordneten Ventilsitz der linken Innenkante 26 der Umfangsnut 6 an, während die radial innere linke Umfangskante 14 des Nebenkolbens 12 vom zugeordneten Ventilsitz der linken Außenkante 18 des Umfangsspalts 10 abgehoben ist.
Die dieser ersten Endstellung abgewandte radial innere rechte Umfangskante 16 des Nebenkolbens 12 liegt am zugeordneten Ventilsitz der rechten Außenkante 20 des Umfangsspalts 10 an, während die radial äußere rechte Umfangskante 24 des Nebenkolbens 12 vom zugeordneten Ventilsitz der rechten Innenkante 28 der Umfangsnut 6 abgehoben ist.
Bei dieser ersten Endstellung des Hauptkolbens 8 wird beispielsweise von einem Kompressor gelieferte feuchte Druckluft über die Anschlussöffnung S, die Durchgangsöffnung 34, den Innenraum 36, den ersten Abschnitt 13 des Zwischenraumes und die erste Anschlussöffnung C1 einer ersten, nicht dargestellten Verbraucherleitung zugeführt, während die zweite Verbraucherleitung über die zweite Anschlussöffnung C2, den zweiten Abschnitt 15 des Zwischenraumes, die Umfangsnut 6 und die Anschlussöffnung V entlüftet wird.
In der in 3 gezeigten zweiten Endstellung des Hauptkolbens 8 wird über die Anschlussöffnung S, die Durchgangsöffnung 34, den Innenraum 36, den zweiten Abschnitt 15 des Zwischenraumes und die zweite Anschlussöffnung C2 die zweite Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt, während die erste Verbraucherleitung über die erste Anschlussöffnung C1, den ersten Abschnitt 13 des Zwischenraumes, die Umfangsnut 6 und die Anschlussöffnung V entlüftet wird.
2 zeigt eine Zwischenstellung des Hauptkolbens 8 auf seinem Weg von der ersten Endstellung gemäß 1 in die zweite Endstellung gemäß 3, wobei der Ventilsitz der rechten Außenkante 20 des Hauptkolbens 8 den Nebenkolben 12 freigegeben hat, so dass sich dieser abhängig von den auf ihn wirkenden Druckverhältnissen frei einstellen kann.
In ähnlicher Weise zeigt 4 eine Zwischenstellung des Hauptkolbens 8 auf seinem Weg von der in 3 gezeigten zweiten Endstellung in die in 1 gezeigte erste Endstellung, wobei der Nebenkolben 12 unter der Wirkung der diesen belastenden Drücke dem sich in der Figur von rechts nach links bewegenden Hauptkolben 8 folgt, bis er am Ventilsitz der linken Innenkante 26 der Umfangsnut 6 des Gehäuses 4 anliegt.
In den beiden in 2 und 4 gezeigten Zwischenstellungen können, wie weiter vorne bereits erläutert wurde, Kurzschlussströmungen entstehen, die jedoch wegen der Kürze der Schaltvorgänge nicht schädlich sind. Um eine freie Schwebestellung des Nebenkolbens 12 während des Schaltvorganges auszuschließen, kann dieser durch eine auf ihn wirkende Feder 11 (3) stets in Anlage an dem der Feder 11 fernen Ventilsitz der linken Außenkante 18 des Umgangsspalts 10 des Hauptkolbens 8 bzw. der linken radialen Innenkante 26 der Umfangsnut 6 des Gehäuses 4 gehalten werden.
Die 5 bis 8 zeigen ein Wechselventil 40, welches in seinen Wesentlichen Teilen dem Wechselventil 2 gemäß den 1 bis 4 entspricht, so dass es insoweit nicht nochmals im Einzelnen beschrieben werden muss. Im Unterschied zu dem Wechselventil 2 ist jedoch bei dem Wechselventil 40 der 1 bis 4 sein Nebenkolben 42 in einer zur Kolbenlängsachse 44 quer stehenden Ebene in zwei zueinander koaxiale Nebenkolbenabschnitte 42a und 42b geteilt.
Bei der in 5 gezeigten ersten Endstellung und der in 7 gezeigten zweiten Endstellung des Hauptkolbens 46 ist der Nebenkolben 42, wie im Beispiel der 1 bis 4, jeweils zwischen Hauptkolben 46 und Gehäuse 48 eingeklemmt, und verbindet entweder die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit der Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung, wobei die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung über die Anschlussöffnung V entlüftet wird (5), oder er verbindet die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung mit der Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung, während die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung über die Anschlussöffnung V entlüftet wird (7).
6 zeigt eine Zwischenstellung des Nebenkolbens 42 auf dem Weg des Hauptkolbens 46 von der ersten Endstellung gemäß 5 in die zweite Endstellung gemäß 7, wobei der Nebenkolben 42 nicht mehr zwischen den Ventilsitzen des Hauptkolbens 46 einerseits und des Gehäuses 48 andererseits eingeklemmt ist. Bei diesen Zwischenstellungen werden die beiden genannten Nebenkolbenabschnitte 42a und 42b durch den im Innenraum 50 des Hauptkolbens 46 anliegenden Versorgungsdruck axial auseinander gedrückt und an die radialen Außenkanten 18, 20 der Ventilsitze des Umfangsspalts 10 des Hauptkolbens 46 angelegt, so dass Kurzschlussströmungen allenfalls nur über einen sehr kurzen Teil des Schaltweges auftreten können. Die beiden Nebenkolbenabschnitte 42a und 42b dichten zusätzlich jeweils gegen die axialen Außenwände der Umfangsnut 6 im Gehäuse 48 radial ab. Man spricht in diesem Fall von einem ”fast druckausgeglichenen” Wechselventil.
Der Aufbau des Wechselventils 52 gemäß den 9 bis 12 ist im Wesentlichen gleich demjenigen des Wechselventils 40 gemäß den 5 bis 8. Der Nebenkolben 54 ist wiederum in einer zur Kolbenlängsachse 56 quer stehenden Ebene in zwei axial zueinander sowie koaxiale Nebenkolbenabschnitte 54a und 54b geteilt. Am rechten Nebenkolbenabschnitt 54b ist ein Axialflansch 58 ausgebildet, welcher den linken Nebenkolbenabschnitt 54a abdichtend teilweise übergreift. Zwischen den beiden Nebenkolbenabschnitten 54a und 54b ist eine Feder 60 angeordnet, welche mit ihrer Federkraft diese beiden Nebenkolbenabschnitten 54a, 54b auseinander spreizt. Bei den in den 9 und 11 gezeigten beiden Endstellungen des Hauptkolbens 62 ist der Nebenkolben 54 jeweils zwischen einem am Hauptkolben 62 ausgebildeten Ventilsitz (Außenkante 18 bzw. 20 des Umfangsspalts des Hauptkolbens 62) einerseits und einem diametral gegenüberliegenden, am Gehäuse 64 ausgebildeten Ventilsitz (Innenkante 28 bzw. 26 der Umfangsnut des Gehäuses 64) eingeklemmt und ”auf Block” zusammengedrückt.
Der Nebenkolben 54 wirkt in diesen Endstellungen in der schon anhand der 1 bis 4 beziehungsweise den 5 bis 8 beschriebenen Weise, indem die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung über die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung mit Druckluft versorgt und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung über die Anschlussöffnung V entlüftet wird (9) oder umgekehrt (11).
Bis zu der in 10 gezeigten Zwischenstellung des Hauptkolbens 62 auf dem Weg von seiner ersten Endstellung zu seiner zweiten Endstellung liegen die beiden Nebenkolbenelemente 54a und 54b noch abdichtend an den zugeordneten Ventilsitzen (Innenkante 26 bzw. 28 der Umfangsnut 6 des Gehäuses 64) an, so dass keine Kurzschlussströme entstehen können. Erst in der letzten Phase der Schaltbewegung des Hauptkolbens 62 wird der erste, linke Nebenkolbenabschnitt 54a von seinem radial äußeren Ventilsitz (linke Innenkante 26 der Umfangsnut 6 des Gehäuses 64) abgehoben, während gleichzeitig der rechte Nebenkolbenabschnitt 54b wegen der weiteren Axialbewegung des Hauptkolbens 62 von dem zugeordneten radial innere Ventilsitz (Außenkante 20 des Umfangsspalts 10 des Hauptkolbens 62) ebenfalls abhebt, womit das Wechselventil 52 in den Schaltmodus gemäß der 11 übergeht.
Bei der in 12 gezeigten Schaltstellung, bei welcher der Hauptkolben 62 auf seinem Weg von der zweiten Endstellung gemäß 11 in die erste Endstellung gemäß 9 ist, liegen ebenfalls noch die beiden Nebenkolbenabschnitte 54a und 54b an den zugeordneten Ventilsitzen (Außenkanten 18, 20; Innenkanten 26, 28) an, so dass keine Kurzschlussströme im Wechselventil 52 auftreten können. Erst in der nachfolgenden Phase geht das Wechselventil 52 in den Modus gemäß 9 über.
13 zeigt eine andere konstruktive Ausgestaltung eines Wechselventils 68, bei welchem die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung nicht in der zylindrischen Seitenwand sondern in einer Stirnseite 70 des Gehäuses 72 ausgebildet ist. Ein in der Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung angeordneter Rohrstutzen 74 ragt in einen dazu koaxialen Endstutzen 76 des Hauptkolbens 78 und stellt so eine Verbindung der Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung zum Innenraum 80 des Hauptkolbens 78 her. Diese Anordnung erlaubt eine sehr kurze Bauform. Im Übrigen entspricht die Zuordnung der Anschlussöffnungen V für die Entlüftung sowie der beiden Anschlussöffnungen C1 und C2 für die beiden Verbraucherleitungen denjenigen bei den Wechselventilen 2, 40 und 52 in den vorherigen Figuren. In der in 13 gezeigten Endstellung des Hauptkolbens 78 wird die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung entlüftet.
14 zeigt die Ausgestaltung eines Wechselventils 82, bei welchem die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung an dem der mit dem Steuerdruck beaufschlagten Stirnseite 84 des Hauptkolbens 86 nahen Ende des Gehäuses 88 angeordnet ist. In der in 14 gezeigten Endstellung des Hauptkolbens 86 wird die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung entlüftet und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt.
15 zeigt eine weitere konstruktive Variante eines Wechselventils 90, bei welchem die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung sowie die zugeordnete Durchgangsöffnung 92 jeweils in den Seitenwänden des Gehäuses 94 bzw. des Hauptkolbens 96 ausgebildet sind, wobei jedoch die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung an einer Stirnseite des Wechselventils 90 angeordnet ist. Ein weiterer Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen besteht darin, dass der pneumatische Steuerdruck und die diesem entgegenwirkende Rückstellfeder 98 am gleichen Ende des Hauptkolbens 96 wirksam werden, und zwar wirkt die Rückstellfeder 98 auf die äußere Stirnseite 100 und der Steuerdruck auf eine dieser abgewandten Ringfläche 102 des Hauptkolbens 96. In der in 15 gezeigten Endstellung des Hauptkolbens 96 wird die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung wird entlüftet.
16 zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Wechselventil 104, welches hinsichtlich der Zuordnung der Anschlussöffnungen exakt den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 12 entspricht, wobei jedoch der Hauptkolben 107 an seinem mit dem Steuerdruck beaufschlagten Ende aus konstruktiven und herstellungstechnischen Gründen in einer Buchse 106 geführt ist, die ihrerseits in das Gehäuse 108 eingesetzt ist. In der in 16 gezeigten Endstellung des Hauptkolbens 107 wird die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung entlüftet. Die rückstellfederseitige Stirnseite 109 des Hauptkolbens 107 kann mit dem Umgebungsdruck in Verbindung stehen, wodurch sich eine vorteilhaft kleine Bauform erzielen Isst.
17 zeigt eine weitere konstruktive Ausgestaltung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Wechselventils 110, bei welchem der Hauptkolben 112 in einer im Gehäuse 114 angeordneten Gleitbuchse 116 axial verschiebbar gelagert ist, wobei die Gleitbuchse 116 von einem stirnseitigen Gehäusedeckel 118 im Gehäuse gehalten wird. Die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung, eine zugeordnete Durchgangsöffnung 120 in der Gleitbuchse 116, eine zugeordnete Durchgangsöffnung 121 in dem Hauptkolben 112 sowie die Anschlussöffnung V für die Entlüftung und die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung sind jeweils im Bereich der zylindrischen Seitenwand des Wechselventils 110 ausgebildet, während die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung in der der druckbeaufschlagten Stirnseite 122 des Hauptkolbens 112 abgewandten Stirnseite des Gehäuses 114 angeordnet ist. Wie aus 17 weiter hervorgeht, ist in dieser Schaltstellung die Anschlussöffnung V für die Entlüftung mit der im Gehäuse 114 ausgebildeten Umfangsnut 124 in Verbindung. Die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung wird mit Druckluft versorgt und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung wird entlüftet.
18 zeigt sehr schematisch ein in seinem Aufbau sehr einfaches Wechselventil 126, in dessen Gehäuse 128 die Anschlussöffnungen S für die Versorgungszuleitung sowie die Anschlussöffnung V für die Entlüftung entlang einer Mantellinie des Gehäuses 128 hintereinander und die Anschlussöffnungen C1 und C2 für die beiden Verbraucherleitungen diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Anschlussöffnungen S für die Versorgungszuleitung und die Anschlussöffnung V für die Entlüftung sind jeweils mit einem Abschnitt 130 bzw. 132 des Zwischenraums zwischen der Wand des Gehäuses 128 und des Hauptkolbens 134 verbunden, während die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit dem Innenraum 136 des Hauptkolbens 134 und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung mit der Umfangsnut 138 des Gehäuses 128 verbunden sind. Das Wechselventil 126 ist in einer ersten Endstellung des Hauptkolbens 134 dargestellt, bei der eine nicht gezeigte erste Verbraucherleitung über die Anschlussöffnung S, den ersten Abschnitt 130 des Zwischenraumes, den Innenraum 136 des Hauptkolbens 134 und die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt wird, während die andere Verbraucherleitung über die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung, den zweiten Abschnitt 132 des Zwischenraumes und die Anschlussöffnung V entlüftet wird. Zur Ermöglichung der Strömungsverbindung zwischen dem ersten Abschnitt 130 des Zwischenraumes und dem Innenraum 136 des Hauptkolbens 134 weist der Hauptkolben 134 im Bereich seines Umfangsspalts 139 nicht weiter bezeichnete Durchströmöffnungen auf. Die in 18 eingezeichneten Pfeile verdeutlichen die jeweiligen Strömungswege.
19 zeigt eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Wechselventils 140, bei welchem ähnlich wie bei der Ausgestaltung gemäß 18 die Anschlussöffnung S für die Versorgungszuleitung mit einem ersten Abschnitt 142 des Zwischenraumes zwischen der Wand des Hauptkolbens 144 und der Wand des Gehäuses 146 verbunden ist, ferner die Anschlussöffnung V zur Entlüftung mit dem zweiten Abschnitt 148 des Zwischenraumes und der Umfangsnut 154 im Gehäuse 146 verbunden ist, ferner die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit dem Innenraum 150 des Hauptkolbens 144 und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung mit der Umfangsnut 154 des Gehäuses 146 verbunden sind. Im Unterschied zum Wechselventils 126 der 18 ist jedoch die Anschlussöffnung V für die Entlüftung an der der vom Steuerdruck beaufschlagten Stirnseite 152 des Hauptkolbens abgewandten Seite des Gehäuses 146 ausgebildet und mündet unmittelbar über einen Schalldämpfer 156 in die Umgebung. Diese Anordnung eignet sich besonders für einen senkrechten Einbau, da über die Anschlussöffnung V auch eine eventuell sich bildende Wassertasche entleert werden kann. In der dargestellten Endstellung des Hauptkolbens 144 wird die Anschlussöffnung C1 für die erste Verbraucherleitung mit Druckluft versorgt und die Anschlussöffnung C2 für die zweite Verbraucherleitung entlüftet.
Schließlich zeigt 20 ein erfindungsgemäßes Wechselventil 158, welches in seinem Aufbau sowie hinsichtlich der Zuordnung der mehrfach genannten Anschlussöffnungen S, V, C1, C2 im Wesentlichen den Wechselventilen gemäß den 1 bis 12 gleicht. Im Gegensatz zu diesen vorherigen Wechselventilen weist das Wechselventil 158 gemäß 20 jedoch einen Nebenkolben 160 auf, welcher im Querschnitt etwa U-förmig mit zwei radial nach außen gerichteten, am Boden der Umfangsnut 162 des Gehäuses 182 abdichtend anliegenden Schenkeln 164, 166 ausgebildet ist, wobei vom Boden der Umfangsnut 162 aus ein Radialflansch 168 nach innen zwischen die Schenkel 164, 166 des Nebenkolbens 160 ragt und an dessen hohlzylindrische Bodenwand 170 abdichtend anliegt.
Der erste und der zweite Schenkel 164, 166 des Nebenkolbens 160 sind von axial ausgerichteten Durchgangsöffnungen 172 bzw. 174 durchsetzt, durch die hindurch sich der auf die äußeren Stirnseiten der beiden Schenkel 164 bzw. 166 wirkende Druck zu deren inneren Stirnseiten hin ausgleichen kann, so dass dieser Nebenkolben 160 während der Schaltphase des Ventils nicht infolge unterschiedlicher Drücke in den an den Nebenkolben 160 angrenzenden Abschnitten 176 bzw. 178 des Zwischenraumes zwischen der Wand des Gehäuses 182 und der Wand des Hauptkolbens 180 in unerwünschter Weise bewegt wird.
Das Wechselventil 158 gemäß 20 ist in einer ersten Endstellung gezeigt, bei der eine an die Anschlussöffnung C1 angeschlossene erste Verbraucherleitung über den Anschluss S für die Versorgungszuleitung, den Innenraum 184 des Hauptkolbens 180 und den linken Abschnitt 176 des genannten Zwischenraumes mit Druckluft versorgt wird, während eine zweite, an die Anschlussöffnung C2 angeschlossene Verbraucherleitung über den rechten Abschnitt 178 des Zwischenraumes, die Umfangsnut 162 im Gehäuse 182 und die Anschlussöffnung V entlüftet wird.
Zum Zwecke der besseren Montierbarkeit können das Gehäuse sowie der Hauptkolben zweiteilig ausgebildet sein, wie es beispielhaft in 17 und 19 dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

2: Wechselventil
4: Gehäuse
5: Bohrungswand
6: Umfangsnut im Gehäuse
8: Hauptkolben
10: Umfangsspalt am Hauptkolben
11: Feder
12: Nebenkolben
13: Erster Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
14: Linke, radial innere Umfangskante am Nebenkolben 12
15: Zweiter Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
16: Rechte, radial innere Umfangskante am Nebenkolben 12
18: Linke Außenkante am Umfangsspalt 10 des Hauptkolbens 8, Ventilsitz
20: Rechte Außenkante am Umfangsspalt 10 des Hauptkolbens 8, Ventilsitz
22: Linke, radial äußere Umfangskante am Nebenkolben 12
24: Rechte, radial äußere Umfangskante am Nebenkolben 12
26: Linke Innenkante an der Umfangsnut 6 des Gehäuses 4, Ventilsitz
28: Rechte Innenkante an der Umfangsnut 6 des Gehäuses 4, Ventilsitz
30: Erste Stirnseite des Hauptkolbens 8
32: Zweite, rückstellfederseitige Stirnseite des Hauptkolbens 8
34: Durchgangsöffnung im Hauptkolben 8
36: Innenraum des Hauptkolbens 8
38: Rückstellfeder am Hauptkolben 8
39: Membran am Hauptkolben 8
40: Wechselventil
42: Nebenkolben
42a: Linker Nebenkolbenabschnitt
42b: Rechter Nebenkolbenabschnitt
44: Kolbenlängsachse
46: Hauptkolben
48: Gehäuse
50: Innenraum des Hauptkolbens
52: Wechselventil
54: Nebenkolben
54a: Linker Nebenkolbenabschnitt
54b: Rechter Nebenkolbenabschnitt
56: Kolbenlängsachse
58: Axialflansch
60: Feder
62: Hauptkolben
64: Gehäuse
68: Wechselventil
70: Stirnseite
72: Gehäuse
74: Rohrstutzen
76: Endstutzen
78: Hauptkolben
80: Innenraum des Hauptkolbens
82: Wechselventil
84: Stirnseite
86: Hauptkolben
88: Gehäuse
90: Wechselventil
92: Durchgangsöffnung im Hauptkolben 96
94: Gehäuse
96: Hauptkolben
98: Rückstellfeder
100: Stirnseite
102: Ringfläche
104: Wechselventil
106: Buchse
107: Hauptkolben
108: Gehäuse
109: Rückstellfederseitige Stirnseite des Hauptkolbens 107
110: Wechselventil
112: Hauptkolben
114: Gehäuse
116: Gleitbuchse
118: Gehäusedeckel
120: Durchgangsöffnung in Gleitbuchse 116
121: Durchgangsöffnung im Hauptkolben 112
122: Stirnseite
124: Umfangsnut im Gehäuse
126: Wechselventil
128: Gehäuse
130: Erster Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
132: Zweiter Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
134: Hauptkolben
136: Innenraum des Hauptkolbens
138: Umfangsnut im Gehäuse
139: Umfangsspalt am Hauptkolben 134
140: Wechselventil
142: Erster Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
144: Hauptkolben
146: Gehäuse
148: Zweiter Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
150: Innenraum des Hauptkolbens
152: Stirnseite
154: Umfangsnut im Gehäuse
156: Schalldämpfer
158: Wechselventil
160: Nebenkolben
162: Umfangsnut im Gehäuse
164: Erster Schenkel am Nebenkolben 160
166: Zweiter Schenkel am Nebenkolben 160
168: Radialflansch am Gehäuse 182
170: Bodenwand des Nebenkolbens 160
172: Durchgangsöffnung im ersten Schenkel 164
174: Durchgangsöffnung im zweiten Schenkel 166
176: Erster Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
178: Zweiter Abschnitt des Zwischenraumes zwischen Bohrungswand und Hauptkolben
180: Hauptkolben
182: Gehäuse
184: Innenraum des Hauptkolbens
C1: Erste Anschlussöffnung für eine Verbraucherleitung
C2: Zweite Anschlussöffnung für eine Verbraucherleitung
S: Anschlussöffnung für eine Versorgungszuleitung
V: Anschlussöffnung für eine Entlüftung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0199948 A1 [0004]

Claims

Pneumatisches Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) zur wechselweisen Versorgung jeweils einer von zwei Verbraucherleitungen und zur Entlüftung der jeweils anderen Verbraucherleitung, wobei das Wechselventil als steuerbares 4/2-Wegeventil mit je einer Anschlussöffnung (C1; C2) für die beiden Verbraucherleitungen, ferner für eine Versorgungszuleitung (S) und für eine Entlüftung (V) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) als Sitzventil ausgebildet ist, welches umfasst: – ein Gehäuse (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 128; 146; 182) mit einer weitgehend zylindrischen Bohrung, an deren Bohrungswand (5) eine Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) ausgebildet ist, – einen in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 128; 146; 182) zwischen zwei Endstellungen axial verstellbaren, hohlen und weitgehend geschlossenen Hauptkolben (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180), in dessen zur Bohrungswand (5) beabstandeter Kolbenwand ein der Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) im wesentlichen gegenüberliegender, über den ganzen Wandumfang verlaufender Umfangsspalt (10; 139) ausgebildet ist, – und einen im Zwischenraum zwischen der Bohrungswand (5) und der Kolbenwand angeordneten, einerseits in die Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) und andererseits in den Umfangsspalt (10; 139) eingreifenden sowie in diesen mit Spiel axial verschiebbaren Nebenkolben (12; 42; 54; 160), – wobei die radial inneren Umfangskanten (14, 16) des Nebenkolbens (12; 42; 54; 160) mit den als Ventilsitze dienenden beiden Außenkanten (18, 20) des Umfangsspaltes (10; 139) des Hauptkolbens (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180) sowie die radial äußeren Umfangskanten (22; 24) des Nebenkolbens (12; 42; 54; 160) mit den als Ventilsitze dienenden Innenkanten (26; 28) der Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) des Gehäuses (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 128; 146; 182) derart zusammenwirken, dass bei jeder der Endstellungen des Hauptkolbens (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180) die dieser Endstellung jeweils nahe radial äußere Umfangskante (22; 24) des Nebenkolbens (12; 42; 54; 160) am zugeordneten Ventilsitz (26; 28) der Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) anliegt sowie die radial innere Umfangskante (14; 16) vom zugeordneten Ventilsitz (18; 20) des Umfangsspaltes (10; 139) abgehoben ist, und die der Endstellung abgewandte radial innere Umfangskante (16; 14) des Nebenkolbens (12; 42; 54; 160) am zugeordneten Ventilsitz (20; 18) des Umfangsspaltes (10; 139) anliegt sowie die radial äußere Umfangskante (24; 22) des Nebenkolbens (12; 42; 54; 160) vom zugeordneten Ventilsitz (28; 26) der Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) abgehoben ist, – und bei dem jeder der beiden durch den Nebenkolben (12; 42; 54; 160) voneinander getrennten Abschnitte (13; 15; 130; 132; 142; 148; 176; 178) des Zwischenraumes zwischen der Wand des Gehäuses (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 128; 146; 182) und der Wand des Hauptkolbens (8), die Umfangsnut (6; 124; 138; 154; 162) des Gehäuses (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 128; 146; 182) und der Innenraum (36; 50; 80; 136; 150; 184) des Hauptkolbens (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180), letzterer über eine Durchgangsöffnung (34; 92; 121; 172) in demselben, jeweils mit einer in der Bohrungswand (5) ausgebildeten Anschlussöffnung (S; V; C1; C2) in Verbindung stehen.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 158) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussöffnung (S) der Versorgungszuleitung mit dem Innenraum (36; 50; 80; 184) des Hauptkolbens (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 180), die Anschlussöffnung (V) der Entlüftung mit der Umfangsnut (6; 124; 162) des Gehäuses (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 182) und die Anschlussöffnungen (C1; C2) der Verbraucherleitungen jeweils mit einem der beiden Abschnitte (13; 15; 176; 178) des Zwischenraumes zwischen der Bohrungswand (5) des Gehäuses (4; 48; 64; 72; 88; 94; 108; 114; 182) und der Wand des Hauptkolbens (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 180) in Verbindung stehen.
Wechselventil (140) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussöffnung (S) der Versorgungszuleitung und die Anschlussöffnung (V) der Entlüftung jeweils mit einem der Abschnitte (142; 148) des Zwischenraumes zwischen der Bohrungswand (5) des Gehäuses (146) und der Wand des Hauptkolbens (144), die Anschlussöffnung (C2) einer der Verbraucherleitungen mit der Umfangsnut (154) und die Anschlussöffnung (C1) der anderen Verbraucherleitung mit dem Innenraum (150) des Hauptkolbens (144) in Verbindung stehen.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenkolben (12; 42; 54; 160) durch eine Feder (11; 60) in Richtung einer Endstellung vorgespannt ist.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenkolben (12; 42; 54; 160) in radialer und axialer Richtung auf dem Hauptkolben (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180) geführt angeordnet ist.
Wechselventil (40; 52) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenkolben (42; 54) in einer zur Kolbenlängsachse (44; 56) quer stehenden Ebene in zwei zueinander koaxiale Nebenkolbenabschnitte (42a, 42b; 54a, 54b) geteilt ist.
Wechselventil (52) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Nebenkolbenabschnitten (54a, 54b) eine diese auseinander spreizende Feder (60) angeordnet ist.
Wechselventil (158) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenkolben (160) im Querschnitt etwa U-förmig mit zwei radial nach außen gerichteten, am Boden der Umfangsnut (162) abdichtend anliegenden Schenkeln (164, 166) ausgebildet ist, dass vom Boden der Umfangsnut (162) aus ein Radialflansch (168) radial nach innen zwischen die Schenkel (164, 166) des Nebenkolbens (160) ragt und an dessen Bodenwand (170) abdichtend anliegt, und dass die Schenkel (164, 166) des Nebenkolbens von axialen Durchgangsöffnungen (172, 174) durchsetzt sind.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180) pneumatisch gegen die Kraft einer Rückstellfeder (38; 98) aus einer ersten Endstellung in seine zweite Endstellung axial verstellbar ist.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180) über eine pneumatisch beaufschlagte Membran (39) axial verstellbar ist.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (8; 4; 62; 78; 86; 96; 112; 134; 144; 180) eine Einrichtung zum Einstellen in eine zwischen den Endstellungen liegende Zwischenstellung aufweist, bei der beide Verbraucherleitungen entlüftet werden.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) zum Zwecke der Betätigung mittels eines Magnetventils mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wechselventil (2; 40; 52; 68; 82; 90; 104; 110; 126; 140; 158) in der Luftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs angeordnet ist.