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Vierwegesteuerventil Die Erfindung betrifft ein Vierwegesteuerventil
mit zwei Verbraucheranschlüssen, mit einem durch das zu steuernde Druckmittel betätigten
Hauptventil und einem dieses steuernden elektromagnetischen Hilfsventil.
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Bei bekannten Vierwegesteuerventilen dieser Art steuert das Hauptventil
den Zu- und Rückstrom beider Verbraucheranschlüsse, während das Hilfsventil nur
der Steuerung des Hauptventils dient.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Vierwegesteuerventil
der eingangs erläuterten Gattung so auszugestalten, daß sich seine Bauart vereinfacht
und seine Abmessungen verringern und daß dabei die zu wartenden Teile des Ventils
einfach zugänglich sind und die Magnetwicklung durch die gesteuerten Ströme gekühlt
wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der für sich
nicht allein beanspruchten Merkmale gelöst, daß a) das Hauptventil den Zu- und Rückstrom
nur zu und von einem der Verbraucheranschlüsse steuert, während die Steuerung des
Zu- und Rückstromes zu und von dem anderen Verbraucheranschluß durch das Hilfsventil
gleichzeitig mit der Steuerung des Hauptventils erfolgt, b) einer der von dem Hilfsventil
gesteuerten Kanäle durch den Hohlraum der Magnetwicklung verläuft.
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Das Merkmal a) ist Gegenstand eines auf eine frühere Erfindung erteilten
Patentes, und das Merkmal b) gehört dem bekannten Stande der Technik an.
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Vorzugsweise besitzt das Hauptventil ein kolbenförmiges Verschlußventil.
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Ferner empfiehlt es sich, das Hauptventil in einem von dem elektromagnetischen
Hilfsventil getrennten Gehäuse anzuordnen, welches kleiner ist als das Gehäuse des
Hilfsventils.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt.
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Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil;
Fig. 2 ist ein waagerechter, längs der Linie 2-2 der Fig. 1 geführter Schnitt; Fig.
3 ist ein seitlicher Aufriß des in Fig. 1 gezeigten Ventils, worin das Hauptventil
ungeschnitten und das magnetbetätigte Hilfsventil in einem längs der Linie 3-3 der
Fig. 1 geführten Schnitt dargestellt sind; Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt ähnlich
der Fig. 1 in einer anderen Lage der Ventilteile; Fig. 5 ist ein waagerechter Schnitt
längs der Linie 5-5 der Fig. 4; Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt längs der Linie
6-6 der Fig. 1; Fig. 7 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 7-7 der Fig.
1; Fig. 8 ist eine Stirnansicht des linken Teiles des in Fig. 1 gezeigten Hauptkolbens;
Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. B. Die Gesamtanordnung besitzt
ein Hauptventil A und ein magnetbetätigtes Hilfsventil B, die mit einander entsprechenden
Paßflächen an der Trennlinie C zusammengesetzt sind.
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Zum Hauptventil A gehört ein Gehäuse 6 mit einer Längsbohrung 3, die
in Gewindebohrungen 10 bzw. 12 endet. Die Bohrung 8 ist in zwei Teile gegliedert,
nämlich einen linken Teil 8 a und einen rechten Teil 8 b, die die Teile des zweiteiligen
Kolbens 22 umschließen. Die Bohrungsteile 8 cc und 8 b sind durch einen ringförmigen
Vorsprung 13 getrennt, der etwa in der Mitte der Bohrung 8 sitzt und eine Öffnung
11 besitzt für den Durchfluß zwischen den Bohrungsteilen 8 a und 8 b.
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In den Gewindebohrungen 10 und 12 sitzen die Stopfen
14 bzw. 16. Der Stopfen 14 enthält an seinem Innenende eine Dichtung
15. Eine Dichtung 19 liegt in der Nähe des Außenendes des Stopfens 14 zwischen diesem
und der Bohrung B. Die Stopfen 14 und 16 enthalten die Längsbohrungen
18 bzw. 20. Die Bohrung
18 steht in Verbindung mit
dem äußeren, ringförmigen Durchlaß 32 im Hilfsventil B durch einen Durchlaß 17,
der sowohl den Stopfen 14 als auch- das Gehäuse 6 durchdringt.
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Im Gehäuse 6 liegen ein Einlaß 24 (Fig. 2) und ein Auslaß 26. An der
gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 6 sind die Verbraucheranschlüsse 28 bzw. 30
angeordnet, die beispielsweise zwei Kolben oder die beiden Seiten eines doppeltwirkenden
Kolbens bedienen. Ein Durchlaß 25 verbindet den Verbraucheranschluß 28 mit dem Bohrungsteil
8 a und ein Durchlaß 27 den Auslaß 26 mit dem Bohrungsteil 8 b. Der Einlaß 24 steht
mit dem äußeren Ringdurchlaß 32 durch den Durchlaß 29 in Verbindung. Der Verbraucheranschluß
30 steht in unmittelbarer Verbindung mit dem inneren, ringförmigen Durchlaß 34 durch
den Durchlaß 31.
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Innerhalb der Bohrung 8 befindet sich der zweiteilige Kolben 22 mit
dem Verschlußteil 22a und dem Stangenteil 22 b. Die Kolbenteile
22 a und 22 b arbeiten zusammen, sind jedoch nicht mechanisch verbunden.
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Der Verschluß 22a ist von etwa würfelförmiger Gestalt (Fig. 1 und
6) und enthält eine etwa ringförmige Nut 35 (Fig. 8 und 9). Die Längskanten sind
abgeschrägt oder abgerundet (Fig. 6), so daß sie als Führungsmittel innerhalb des
Bohrungsteiles 8 a wirken. Der Kolbenteil 22a enthält an seiner Innenfläche 38 eine
Dichtung 37 (Fig. 4), die reit dem Vorsprung 13 zusammenarbeitet. Die äußere Fläche
40 (Fig. 1) enthält den Dichtring 39, der mit der inneren Seite des Stopfens
14 zusammenwirkt.
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Der Kolbenteil 22b enthält eine Stange 41 (Fig. 1), auf der ein Dichtkopf
42 angeordnet ist. Dazu gehört ein linker Stangenteil 41 a, der sich mit geringerem
Durchmesser als die öffnung 11 in diese hinein erstreckt. Er liegt gegen den Kolbenteil
22 a an, ist mit ihm jedoch nicht mechanisch verbunden. Der Dichtkopf 42 besteht
aus einem Scheibenteil 43 und einer Dichtung 44. Das äußerste Ende der Stange 41
ist in der Stopfenbohrung 20 mit einer genügend dichten Passung beweglich,
um als Führungsmittel zu arbeiten, jedoch ist diese Passung nicht flüssigkeitsdicht.
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Der Hin- und Hergang des Kolbens 22 wird durch das magnetbetätigte
Hilfsventil B gesteuert. Es besitzt ein Gehäuse 66 (Fig. 1), in welchem eine Magnetspule
68 befestigt ist. Diese steht in Verbindung mit dem Anschlußgewinde 70 des
Gehäuses 66. Die Magnetspule 68 enthält ein senkrechtes Kernrohr 71, in dem ein
Anker 72 hin und her bewegt werden kann. Ein Deckel 74 wird oben auf dem Gehäuse
66 durch die Deckelschrauben 76 gehalten.
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An dem oberen Ende des Ankers 72 ist eine Dichtung 77 angebracht,
die sich gegen das als Ventilsitz dienende untere Ende des Stopfens 78 setzen kann
und dadurch den Fluß nach unten durch die Bohrung 80 versperrt. Der Stopfen 78 enthält
die Ringdichtungen 81 und 82. Außerdem liegt eine Ringdichtung 83 zwischen dem Stopfen
78 und dem Gehäusedeckel 74. Am unteren Ende des Ankers 72 ist eine Dichtung 84
angebracht, die sich auf den Ventilsitz 85 setzt und dadurch den Fluß durch die
Bohrung 86 sperrt. Die Mantelfläche des Ankers 72 enthält mehrere Schlitze 87 (Fig.
1 und 7), um einen Durchfluß zu ermöglichen.
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Die Arbeitsweise des Vierwegeventils ist folgende: Wenn das magnetbetätigte
Hilfsventil B stromlos ist, steht der Anker 72 in seiner unteren Lage (Fig. 1) im
Kernrohr 71. Dadurch hält er den oberen Ventilsitz bei 77 offen und seinen unteren
Ventilsitz 85 geschlossen. So bietet sich dem Druckmittel ein Weg vom Einlaß 24
(Fig. 2), den Durchlaß 29 hinauf, in den äußeren, ringförmigen Durchlaß 32 (Fig.
1) des Magnetteiles B hinein, den Durchlaß 64 und 65 im Magnetgehäuse 66 hinauf,
quer durch den Durchlaß 96, die Bohrung 80 hinab, am offenen oberen Ventilsitz bei
77 vorbei, durch die Schlitze 87 in der Mantelfläche des Ankers 72 hinab, den Durchlaß
97 (Fig. 3) hinab und in den inneren, ringförmigen Durchlaß 34 des Magnetteiles
B hinein. Von dem ringförmigen Durchlaß 34 gelangt das Druckmittel in zwei getrennte
Wege. Einmal fließt es von dem ringförmigen Durchlaß 34, den Durchlaß 31 (Fig. 2)
im Gehäuse 6 hinab und in den Verbraucheranschluß 30. Auf dem anderen Weg fließt
das Druckmittel von dem Durchlaß 34, den Durchlaß 98 (Fig. 1) im Gehäuse 6 hinab
und in den Bohrungsteil 8 b hinein, in welchem es gegen das rechte Ende des Dichtkopfes
42 und gegen das rechte Ende 40 a des Stangenteiles 22 b wirkt und
den gesamten Kolben 22 in dessen linke Endlage in der Bohrung 8, wie in Fig. 1 gezeigt,
drängt. Wenn der Kolben 22 in dieser linken Endlage steht, fließt Druckmittel vom
Verbraucheranschluß 28 (Fig. 2) durch den Durchlaß 25 in den Bohrungsteil 8 a hinein,
an der offenen Kolbendichtung 37 vorbei, durch die öffnung 11, am Stangenteil 41a
vorbei in den linken Teil der Bohrung 8 b, durch den Durchlaß 27 zum Auslaß 26 hinaus,
wodurch der Verbraucheranschluß 28 entleert wird. Gleichzeitig kann Druckmittel
vom Einlaß 24, den Durchlaß 29 im Gehäuse 6 hinauf in den äußeren, ringförmigen
Durchlaß 32 (Fig. 1) des Magnetteiles B hinein, den Durchlaß 17 im Gehäuse 6 hinab
in die Bohrung 18 im Stopfen 14 hinein, in der es gegen einen Teil der linken Stirnfläche
40 des Kolbens 22 wirkt. Jedoch verbleibt der Kolben in seiner linken Endlage in
der Bohrung 8, weil die Querschnittsfläche, die dem Druck an der rechten Seite des
Kolbens 22 (das ist die rechte Seite des Kopfes 42 plus der rechten Stirnseite
40 a des Kolbenteiles 22 b) ausgesetzt ist, die dem Druck an der linken
Seite 40 des Kolbens 22 ausgesetzte Querschnittsfläche übertrifft.
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Wenn das magnetbetätigte Hilfsventil B erregt ist. wird der Anker
72 in seine obere Lage (Fig. 4) gehoben, wodurch sich der untere Ventilsitz 84 öffnet
und der obere Ventilsitz bei 77 schließt. Dies ergibt für das Druckmittel einen
Durchfluß vom Einlaß 24 (Fig. 5), den Durchlaß 29 im Gehäuse 6 hinauf, in den äußeren,
ringförmigen Durchlaß 32 des Magnetteiles B hinein, den Durchlaß 17 (Fig. 4) hinab,
in die Stopfenbohrung 18 und in den Bohrungsteil 8 a hinein. In diesem wirkt das
Druckmittel gegen die linke Seite 40 des Kolbens 22 und verschiebt
ihn in seine rechte Endlage in der Bohrung 8, weil das Druckmittel, welches vorher
gegen die rechte Seite des Kolbens 22 wirkte nunmehr von der rechten Seite des Bohrungsteiles
8 b, den Durchlaß 98 hinauf, in den inneren, ringförmigen Durchlaß 34 des Magnetteiles
B hinein, den Durchlaß 97 (Fig. 3) hinauf, an dem offenen Ventilsitz 84 (Fig. 4)
vorbei, die Bohrung 86 hinab, in das linke Ende des Bohrungsteiles 8 b hinein, aus
dem Durchlaßkanal 27 (Fig. 5) und aus dem Auslaß 26 entweicht. Wenn der Kolben 22
in dieser rechten Endlage in der Bohrung 8 steht, kann das Druckmittel, wie oben
erläutert, vom Einlaß 24 (Fig. 5) in den Bohrungsteil 8 a hinein, durch den
Durchlaß
25 (Fig. 5) in den Verbraucheranschluß 28 hineinfließen. Außerdem kann das Druckmittel
in dem äußeren, ringförmigen Durchlaß 32 des Magnetteils den Durchlaß
64 (Fig. 4) hinauf, den Durchlaß 65 hinauf, quer durch den Durchlaß
96 und die Bohrung 80 hinab fließen, wird jedoch durch den bei 77 geschlossenen
Ventilsitz gesperrt. Gleichzeitig wird der Verbraucheranschluß 30 (Fig. 5) entleert,
indem das Druckmittel von dort den Durchlaß 31 hinauf, in den inneren, ringförmigen
Durchlaß 34 des Magnetteils B hinein, den Durchlaß 97 (Fig. 3) hinein, an dem offenen
Ventilsitz 84 (Fig. 4) vorbei, die Bohrung 86 hinab, in das linke Ende des
Bohrungsteiles 8 b hinein, aus dem Durchlaß 27 (Fig. 5) und aus dem Auslaß 26 hinaus
fließt. Demnach wird, wenn der Kolben 22 in seiner rechten Endlage in der Bohrung
8 steht, der Verbraucheranschluß 30 entleert und der Verbraucheranschluß
28 mit Druckmittel versorgt. Der Verbraucheranschluß 28 kann sich nicht durch
die Bohrung 8 aus dem Auslaß 26 hinaus entleeren, weil das Verschlußteil 22a gegen
den Vorsprung 13 abdichtet.
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Mit dem magnetbetätigten Hilfsventil B wird also eine doppelte Aufgabe
erledigt, nämlich das Auslösen des Hauptkolbens 22 und den Fluß des Druckmittels
zum und vom Verbraucheranschluß 30.