DE19717414A1 - Mehrwegeventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil mit einem von einem Betätigungsmagneten betätigbaren, in dem Ventil druckausgeglichen geführten Ventilkolben, der über wenigstens einen an ihm angeordneten, bei Betätigung an unterschiedlichen Ventilsitzen druckdicht zur Anlage kommenden Ventilteller unterschiedliche Wege öffnet, und mit einem Faltenbalg, der zwei längs des Ventilkol­ bens zur Herstellung des Druckausgleichs vorgesehene Räume gegeneinander abdichtet und einerseits mit dem Ventilkolben, andererseits mit dem einem dieser Räume zugeordneten Ventilsitz verbunden ist.

Derartige Mehrwegeventile gehen beispielsweise aus dem DE-GM 76 32 984, aus der DE 36 42 303 A1, aus der EP 0 291 825 B1, aus der DE 35 04 008 A1 und aus der DE 40 36 491 C2 hervor. Bei all diesen bekannten Wegeventilen muß der Faltenbalg, der entweder aus Metall oder aus Kunststoff besteht, in sehr montageauf­ wendiger Weise an dem Ventilkolben und einem Ventil­ sitz, beispielsweise durch eine Klebeverbindung, durch eine Schweißverbindung, durch eine Lötverbindung o. dgl. montiert werden. Dies ist nicht nur zeitaufwendig, eine derartige Montage ermöglicht in den meisten Fällen auch praktisch keine Demontage des Faltenbalgs, ohne diesen zu beschädigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegeventil der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß der Faltenbalg bei Herstellung einer dichten Verbindung auf einfache Weise montiert und zu Wartungszwecken auch demontiert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Mehrwegeventil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an beiden Enden des Faltenbalgs einstückig an diesen angeformte Montagebünde vorgesehen sind, in die statische Dichtelemente eingelegt sind, und daß der Faltenbalg über diese Montagebünde und die in sie eingelegten Dichtelemente ausschließlich durch eine Klemm- oder Schraubverbindung mit dem Ventilkolben und dem Ventilsitz verbunden ist.

Dadurch, daß an beiden Enden des Faltenbalgs einstückig an diesem angeformte Ausnehmungen vorgesehen sind, in die statische Dichtelemente eingelegt sind, und durch eine Befestigung des Faltenbalgs an dem Ventilkolben und dem Ventilsitz ausschließlich über eine Klemm- oder Schraubverbindung wird eine einfache Montage und Demontage des Faltenbalgs auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht. Hierzu müssen lediglich in die beiden Montagebünde Dichtelemente eingelegt werden und anschließend der Faltenbalg an dem Ventilkolben und dem Ventilsitz befestigt werden. Durch eine derartige Ausbildung des Faltenbalgs und durch die Klemm- oder Schraubverbindung werden insbesondere Löt-, Schweiß- und Klebeverbindungen überflüssig, die nicht nur eine aufwendige Montage erfordern, sondern auch die Demonta­ ge des Faltenbalgs erschweren oder gar unmöglich machen.

Rein prinzipiell können die Montagebünde auf unter­ schiedlichste Art und Weise ausgebildet sein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der dem Ventilkolben zugeordnete Montagebund ringförmig ausgebildet ist und an seinem oberen Rand eine innenliegende, zur Stirnseite und zur Ventilkol­ benachse hin offene Ausnehmung für ein statisches Dichtelement aufweist. Eine derartige Ausbildung des Montagebundes ermöglicht nicht nur eine sehr einfache Montage des Dichtelements durch einfaches Einlegen in die Ausnehmung, sondern ist auch auf besonders einfache Weise herzustellen.

Vorteilhafterweise ist darüber hinaus vorgesehen, daß der dem Ventilsitz zugeordnete Montagebund ringförmig ausgebildet ist und in seiner Stirnseite einen um­ laufenden, ausschließlich zur Stirnseite hin offenen Montagebund für ein statisches Dichtelement aufweist. Auch bei dieser Ausbildung der Stirnseite ist das Dichtelement durch Einlegen sehr einfach in dem Montagebund montierbar. Der Montagebund selbst ist auch in diesem Falle auf einfache Weise herstellbar.

Die Dichtelemente sind vorteilhafterweise O-Ring-Dich­ tungen, die besonders leicht montiert und demontiert werden können.

Der Faltenbalg selbst kann aus den unterschiedlichsten Materialien hergestellt sein. Beispielsweise kann er aus Metall bestehen. Vorteilhafterweise besteht der Faltenbalg jedoch aus Kunststoff, vorzugsweise PTFE. Der Faltenbalg hat in diesem Falle nicht nur ein geringes Gewicht, sondern weist auch eine besonders gute Elastizität auf, die eine Bewegung des Ventilkol­ bens mit geringen Kräften ermöglicht.

Um insbesondere eine möglichst geringe Federwirkung des Faltenbalgs sicherzustellen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Faltenbalg eine Faltenwandstärke von 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere 0,2 mm, und eine Längenfaltendichte größer als drei Falten pro 1 mm Länge aufweist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Mehrwegeventils und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Befestigung des Faltenbalgs an dem Ventilkolben und dem Ventilsitz des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Mehrwegeventils.

Ein Ausführungsbeispiel eines Mehrwegeventils, darge­ stellt in Fig. 1, umfaßt ein als Ganzes mit 10 bezeich­ netes Gehäuse, das beispielsweise zylindrisch ausgebil­ det sein kann. In dem Gehäuse 10 sind Einlässe 11, 12, 13 vorgesehen, an die Druckmittelleitungen angeschlos­ sen werden. Mit den Druckmittelanschlüssen 11, 12, 13 sind Leitungen 14, 15, 16 verbunden, die abhängig von der Stellung eines Ventilkolbens 30 in einen Raum 20 münden.

Der Ventilkolben 30 weist eine zentral angeordnete Bohrung 31 auf. Am unteren Ende des Ventilkolbens 30 ist ein Ventilteller 32 angeordnet, der abhängig von der Stellung des Ventilkolbens 30 jeweils abwechselnd an einem Ventilsitz 40 oder an einem Ventilsitz 50 druckdicht anliegt.

Wenn der Ventilteller 32 an dem Ventilsitz 40 anliegt, ist der Druckanschluß 13 über die Leitung 16 mit dem Raum 20 verbunden. Dagegen ist der Druckanschluß 11 über die Leitung 14 mit dem Raum 20 verbunden, wenn der Ventilteller 32 an dem Ventilsitz 50 anliegt.

Der Ventilkolben 30 weist in seinem Inneren eine zentral angeordnete Öffnung 31 auf, die eine Verbindung des Anschlusses 11 über die Leitung 14 und abhängig von der Stellung des Ventilkolbens 30 auch eine Verbindung des Anschlusses 12 mit einem weiteren Raum 21, der längs der Achse des Ventilkolbens über dem Raum 20 angeordnet ist, ermöglicht.

Durch diese Öffnung 31 in dem Ventilkolben 30 wird eine druckausgeglichene Betätigung des Mehrwegeventils erreicht. Wenn nämlich der Ventilteller 32 an dem Ventilsitz 40 anliegt und dadurch der Anschluß 11 verschlossen ist, gelangt ein mit einem Druck beauf­ schlagtes Fluid über den Anschluß 11 und die Leitung 14 in den Raum 21 und stellt dadurch einen Druckausgleich zwischen dem mit der Leitung 14 verbundenen Druckraum 21 her. In entsprechender Weise ist der Druck auch dann ausgeglichen, wenn der Ventilteller 32 an dem Ventil­ sitz 50 anliegt.

Es versteht sich, daß hinsichtlich eines optimalen Druckausgleichs die Abmessungen der beiden Räume so dimensioniert sind, daß der Druck möglichst ausgegli­ chen ist, d. h. die effektive Druckfläche im Raum 21 sollte der effektiven Druckfläche im Raum 20 ent­ sprechen.

Der Ventilkolben 30 wird durch einen Betätigungs­ magneten 70 betätigt, der über ein Anschlußstück 71 mit elektrischen Versorgungsleitungen (nicht dargestellt) verbunden ist.

Wie aus Fig. 1 und insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Raum 20 gegenüber dem Raum 21 durch einen Faltenbalg 80 abgedichtet. An seinen beiden Enden weist der Faltenbalg 80 einstückig an ihn angeformte Montage­ bünde 81, 82 auf.

Der dem Ventilkolben 30 zugeordnete Montagebund 81 ist ringförmig ausgebildet und weist an seinem oberen Rand eine innenliegende, zur Stirnseite und zur Ventilkol­ benachse hin offene Ausnehmung 83 auf, in die ein statisches Dichtelement in Form einer O-Ring-Dichtung 91 eingelegt ist.

Der dem Ventilsitz 50 zugeordnete Montagebund 82 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und weist in seiner Stirnseite eine umlaufende, ausschließlich zur Stirn­ seite hin offene Ausnehmung 84 auf, in die ein stati­ sches Dichtelement in Form einer O-Ring-Dichtung 92 eingelegt ist. Der Faltenbalg 80 besteht aus Kunst­ stoff, vorzugsweise PTFE. Er besitzt eine Faltenwand­ stärke von ca. 0,2 mm und eine Längenfaltendichte von mehr als drei Falten pro 1 mm Länge.

Der Faltenbalg 80 ist lediglich durch Klemmverbindungen mit dem Ventilsitz 50 und mit dem Ventilkolben 30 ver­ bunden. Er kann mit dem Ventilsitz und durch eine (nicht dargestellte) Schraubverbindung verbunden sein.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, geschieht die Montage des Faltenbalgs 80 dadurch, daß zunächst in die stirnseitige Ausnehmung 84 die O-Ring-Dichtung 92 eingelegt wird. Daraufhin wird der ringförmige Montage­ bund 32 in eine dafür vorgesehene Ausnehmung 51 des Ventilsitzes 50 eingelegt oder im Falle einer Schraub­ verbindung eingeschraubt. Im Anschluß daran wird eine Buchse 53, welche den Montagebund 32 in Radialrichtung teilweise überdeckt, montiert. Der Montagebund 32 wird durch diese Buchse 53 an den Ventilsitz 50 gepreßt.

Daraufhin wird eine Feder 60 zwischen der Buchse 53 und einem Federteller 61, der über einen Sicherungsring 61 an der Kolbenstange 30 befestigt wird, angeordnet. Der Federteller 61 weist einen in Richtung des Faltenbalgs 80 weisenden umlaufenden Ring 63 auf, dessen Innen­ durchmesser dem Außendurchmesser des Montagebundes 81, der der Ventilstange zugeordnet ist, entspricht. Auf diese Weise wird die vor der Montage in die Ausnehmung 83 eingelegte O-Ring-Dichtung 91 an den Ventilkolben 30 gepreßt und der Faltenbalg 80 in seiner Position fixiert.

Zur Demontage des Faltenbalgs müssen lediglich der Sicherungsring 62, der Federteller 61 und die Buchse 53 demontiert werden.

Eine derartige Montage des Faltenbalgs durch eine Klemm- oder Schraubverbindung erlaubt daher auch jederzeit eine Reparatur- oder Wartungsarbeit, bei­ spielsweise dann, wenn die O-Ring-Dichtungen 91, 92 beschädigt oder auf andere Weise unbrauchbar geworden sind.

Claims (6)

1. Mehrwegeventil mit einem von einem Betätigungs­ magneten (70) betätigbaren, in dem Ventil druck­ ausgeglichen geführten Ventilkolben (30), der über wenigstens einen an ihm angeordneten, bei Betäti­ gung an unterschiedlichen Ventilsitzen (40, 50) druckdicht zur Anlage kommenden Ventilteller (32) unterschiedliche Wege (14, 15, 16) öffnet, und mit einem Faltenbalg, der zwei längs des Ventilkolbens (30) zur Herstellung des Druckausgleichs vor­ gesehene Räume (20, 21) gegeneinander abdichtet und einerseits mit dem Ventilkolben (30), anderer­ seits mit dem einem dieser Räume (20) zugeordneten Ventilsitz (50) druckdicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Falten­ balgs einstückig an diesem angeformte Montagebünde (81, 82) vorgesehen sind, in die statisch Dichtelemente eingelegt sind, und daß der Faltenbalg (80) über diese Montagebünde (81, 82) und die in sie gelegten Dichtelemente mit dem Ventilkolben (30) und dem Ventilsitz (50) ausschließlich durch eine Klemm- oder Schraubverbindung verbunden ist.

2. Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dem Ventilkolben (30) zugeordnete Montagebund (81) ringförmig ausgebildet ist und an seinem oberen Rand eine innenliegende, zur Stirn­ seite und zur Ventilkolbenachse hin offene Aus­ nehmung (83) für ein statisches Dichtelement aufweist.

3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventilsitz (50) zu­ geordnete Montagebund (82) ringförmig ausgebildet ist und in seiner Stirnseite eine umlaufende, ausschließlich zur Stirnseite hin offene Aus­ nehmung (84) für ein statisches Dichtelement aufweist.

4. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Dicht­ elemente O-Ring-Dichtungen (91, 92) sind.

5. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (80) aus Kunststoff, vorzugsweise PTFE, besteht.

6. Mehrwegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Faltenbalg eine Faltenwandstärke von 0,1 bis 0,5, insbesondere 0,2 mm, und eine Längenfaltendichte größer als drei Falten pro 1 mm Länge aufweist.