DE2125174B2 - Mehrwegeventil - Google Patents

Description

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Das Patent betrifft ein Steuerventil in Mehrwegebauart, mit Anschlüssen für die Druckmittelzufuhr, die Arbeitszuleitungen zu dem Verbraucher und di" Entlüftung, dessen axial verschiebbares Verschlußglied ring- oder scheibenförmige, als Hubventil wirkende Abdichtungen trägt, sowie an wenigstens einem axialen Ende des Verschlußgliedes zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Membranen, deren eine als Steuerungsmembran an ihrer Außenfläche vom Steuerdruckmittel beaufschlagbar ist und deren andere sowohl als Halterungsmembran zur reibungslosen Führung des Verschlußgliedes als auch durch bistabile Gestaltung und Anordnung zum Definieren der gewünschten Schaltstellungen und schließlich zur Steuerung der Wege zwischen Verbraucher- und Entlüftungsanschluß dient, wobei die beiden Membranen einem Raum zwischen sich enthalten, der einerseits von der Steuermembran gegen den Steuerdruck und andererseits von der Halterungsmembran gegen den Arbeitsdruck abgeschirmt wird.

Mit der Anordnung nach der Hauptanmeldung wind weitgehend vermieden, daß der Steuerdruck und der Arbeitsdruck sich gegenseitig beeinflussen, weil durch die Aufteilung der Einzelfunktionen der Membranen, nämlich Halte- und Schnappfunktion einerseits und Steuerfunktion andererseits, auf zwei Membranen ein störender Einfluß eines möglichen Rückstaus aus dem Verbraucheranschluß auf den Steuerdruck durch unterschiedliche Dimensionierung beider Membranen beeinflußt und beherrscht werden kann. Die vorliegende Erfindung hat sich in Weiterführung des dem Patent zugrunde liegenden Gedankens die Aufgabe gestellt, daß der vorgenannte Rückstau mit absoluter Sicherheit auch dann ausgeschlossen wird, wenn eine auf das hier in Frage stehende Ziel gerichtete spezielle Bemessung der beiden Membranen nicht möglich ist, oder nicht vorgenommen wird.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung beim neuen Ventil vorgesehen, daß der Raum zwischen den beiden Membranen entlüftet ist

Mit Anwendung des erfindungsgemäßen Vorschlags ergibt sich nunmehr der Vorteil, daß ein Rückstau aus dem Verbraucheranschluß auf den Steuerdruck mit -einfachsten Mitteln vermieden werden kann, ohne daß bei der Dimensionierung der Membranen auch noch der Gesichtspunkt des Rückstaus mit in die Kalkulation einbezogen werden muß.

Zweckmäßigerweise kann bei Verwendung eines zwischen jeder Halterungsmembran und der zugeordneten Steuerungsmernbran angeordneten, mit dein Verschlußglied koaxialen und von diesem durchdrungenen Ringkörpers, der im Gehäuse axial unbeweglich eingespannt ist und einerseits die Steuermembran und andererseits die Halterungsmembran gegen entsprechende vorspringende Partien am Gehäuse festklemmt, die Anordnung so getroffen sein, daß der Ringkörper die Entlüftungsbohrung trägt

In der Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt dargestellt

Das in der Zeichnung dargestellte Steuerventil besitzt Halterungsmembranen 1,2 an beiden axialen Enden des Verschlußgliedes 3, die dazu dienen, dieses Verschlußglied innerhalb seiner es enthaltenden zentralen Bohrung 4 schwebend aufzuhängen, so daß es reibungslos hin und her gleiten kann, und die mit ihrem Außenumfang am Gehäuse und mit ihrem zentralen Bereich am Verschlußglied 3 Gefestigt sind und außerdem die Aufgabe haben, die zentrale Bohrung 4 an den axialen Enden abzuschließen. Es sind noch den Halterungsmembranen 1, 2 zu den axialen Enden des Gehäuses 25 vorgeschaltete Steuerungsmembranen S, 6 vorgesehen, die dazu dienen, das Verschlußglied unter Einwirkung eines Steuerdruckes zu steuern und zu betätigen, und die zu diesem Zweck die bewegliche Wand eines mit der jeweiligen Steuerleitung 7, 8 in Verbindung stehenden Steuerraumes 9, 10 jeweils an der der zentralen Bohrung 4 abgewandten Seite der Membran bilden. Die Halterungsmembranen erfüllen darüber hinaus auch noch eine Schnappfunktion, indem si'« durch bistabile Gestaltung und Anordnung zum Definieren der gewünschten Schaltstellungen des Verschlußgliedes dienen.

Das in der Zeichnung dargestellte Steuerventil ist als FUnfwegeventil ausgebildet, dem Verschlußglied sind vier Hubventilsitze 17a, YIb, Wc, YJd zugeordnet, während das Verschlußglied drei hubventilartig wirkende Dichtungsringe 18a, 18ft, 18c und 18c/ trägt In an sich bekannter Weise besitzt die Bohrung im Ventilgehäuse bei »n« vom Ventil zu steuernden Wegen »n— 1« das Verschlußglied in koaxialer Anordnung unter Freilassung eines Spiels umgebende Hubventilsitze, während am Verschlußglied »n — 2« Abdichtungen angebracht sind, wobei eine Abdichtung als Doppelsitzverschlußstück ausgebildet ist.

Wie bereits erwähnt, ist jeder Halterungsmembran

eine Steuermembran 5,6 zugeordnet, die ebenfalls mit ihrem Außenumfsng am Gehäuse bzw. an einer mit diesem verbundenen Teil befestigt ist und die dazu dient, einerseits die zugeordnete Halterungsmembran bzw. den diese umgebenden Raum gegen den Steuerdruck s abzuschirmen und andererseits unter dem Einfluß des Steuerdruckes das Verschlußglied zu betätigen. Umgekehrt dienen auch die Halterungsmembranen dazu, die zugeordnete Steuermembtan in jeder Lage des Verschlußglied'js gegen den Arbeitsdruck a'ozuschir- to men. Diese Steuermembranen können mit dem Verschlußglied fest verbunden sein, sie können jedoch auch lose sein und am Verschlußglied nur während des Schaltens eingreifen. Zu diesem Zweck trägt die zentrale Partie der Steuermembran an ihrer dem Verschlußglied zugewandten Seite einen zylindrischen, mit ihr und dem Verschlußglied koaxialen Stößel 19,20, der zum Verschlußglied hin gerichtet ist und zur Betätigung des Verschlußgliedes dient Wenn die zentrale Partie der Steuermembran mit dem Verschlußglied fest verbunden ist, ist zweckmäßigerweise die Anordnung 50 getroffen, daß das zugehörige Ende des Verschiußgliedes in der Membran eingeben-^ oder mit ihr mit Hilfe bekannter Mittel fest verbunden ist

Die Halterungsmembran 1 bzw. 2 ist mit dem Dichtungsring 18a bzw. IJk/ einstückig ausgebildet, wobei sich insgesamt ein Bild ergibt, bei dem eine durch den Ring 18a bzw. 18d gebildete, das Verschlußglied Ober eine gewisse Länge umgebende Hülse in Gestalt eines mit dem Verschlußglied koaxialen und an diesem fest sitzenden Zylinders mit axialer Erstreckung mit einer durch die eigentliche Halterungsmembran 1 gebildete Scheibe einstückig verbunden ist, die sich von dem der Steuermembran 5 zugewandten Ende der Hülse etwa in radialer Richtung nach außen erstreckt und deren Außenumfang am Gehäuse eingespannt ist

Es sind noch Ringkörper 21,22 vorgesehen, die zum Festspannen der !Membranen dienen, und die jeweils zwischen der zugeordneten Halterungsmembran 1 bzw. 2 und der zugeordneten Steuermembran 5 bzw. 6 vorgesehen jnd im Gehäuse axial unbeweglich eingespannt sind; sie werden vom Verschlußglied durchdrungen. Die Steuennembranen 5 bzw. 6 rind hierbei zwischen dem Ringkörper 21 bzw. 22 und einer am äußersten axialen Ende des Gehäuses vorgesehenen Verschlußkappe 23 bzw. 24 eingespannt; die Halterungsmembranen 1 bzw. 2 sind hierbei zwischen einer abgestuften Partie: 21a bzw. 22a des Ringkörpers, der sich seinerseits an der mittleren zylindrischen Partie 25 des Gehäuses abstützt, und einem vorspringenden Teil 25a bzw. 256 dieses mittleren zylindrischen Teiles gehalten bzw. eingespannt Hierbei ist erfindungsgemäß der Raum zwischen den Membranen 1 und 5 bzw. 2 und 6 entlüftet indem die zentrale Bohrung 2lbbzw. 22b des Ringkörpers einen größeren Durchmesser als die sie durchdringende Partie des Verschlußgliedes hat und der Ringkörper einen radial nach außen tretenden Entlüftungskanal 21 c bzw. 22c trägt

Damit die Halterungsmembranen sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung schnappend überstellen können, ist der in radialer Richtung gemessene Abstand zwischen der Einspannstelle am Gehäuse für den Außenumfang der jeweiligen Membran und der Befestigungsstelle der Membran am Venschlußglied um einen solchen Betrag kleiner als der tatsächliche Abstand zwischen den einzuspannenden Partien am Außenumfang und am Innenumfang, daß die Membran in beiden Endlagen im Querschnitt einen bogenförmigen Verlauf hat und beim Verschieben unter der Wirkung eines Impulses aus der einen Endlage nach Durchlaufen einer Totpunktlage in die andere Endlage überschnappt Der als Doppelsitzverschlußstück ausgebildete Dichtungsring 186, c ist als O-Ring ausgebildet und an einer durch zwei Ringbunde 3a, 3b begrenzten zylindrischen Partie des Verschlußgliedes vorgesehen, deren axiale Erstreckung größer als die Breite des Dichtungsringes ist, so daß sich der Dichtungsring um einen kleinen Betrag in axialer Richtung am Verschlußglied verschieben kann. Dieser O-Ring kann jedoch auch an einer zylindrischen Partie des Verschlußgliedes zwischen zwei Bunden axial unbeweglich sitzen.

Das Verschlußglied 3 ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zweckmäQigerweise als abgestufter, langgestreckter zMindrischer Körper ausgebildet, dessen beide Enden uud dessen den als Doppelsitzverschlußstück ausgebildeten Dichtungsring tragende mittlere Partie einen größeren Durchmesser als die sie jeweils verbindenden Zwischenpartien haben. Hierbei ist die das Verschlußglied enthaltende zentrale Bohrung 4 in der mittleren Partie 25 des Gehäuses vorgesehen. Sie besitzt bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel 7 Abstufungen, wobei sie von einem axialen Ende zum andsren hin gesehen zunächst eine Verengung erfährt, in deren Bereich sie zwei der vier Hubventilsitze trägt, um sich anschließend mit allgemein konischer Tendenz zu erweitern. Selbstverständlich können die Bohrung und auch das Verschlußglied andere Formen haben, dies hängt allein von dem jeweiligen Anwendungszweck und von den Überlegungen hinsichtlich des Zusammenbaus der Teile ab. Zur Erleichterung der Montage enthält der erweiterte Teil der mittleren Partie des Gehäuses einen ebenfalls mit allgemein konischer Tendenz ausgebildeten Einsatzkörper 30, der eine vom Verschlußglied durchdrungene, die beiden anderen Tellerventilsitze darbietende zentrale Bohrung aufweist, wobei von den beiden einander gegenüberliegenden, mit Jem Doppelsitzverschlußstück zusammenwirkenden Hubventilsitzen der eine an der mittleren Partie des Gehäuses und der andere am Einsatzkörper vorgesehen ist Dieser Einsatzkörper besitzt an seinem Außenumfang ebenfalls mehrere Abstufungen, die jeweils den Abstufungen der zentralen Bohrung der mittleren Partie des Gehäuses entsprechen, wobei zwischen den einander entsprechenden Abstufungen Abdichtungselemente, z. B. in Gestalt von Ringen aus Gummi od. dgl. zwischengelagert sind. Äußerem besitzt der Einsatzkörper mehrere radiale, von seiner zentralen Bohrung ausgehende Bohrungen, die zu Anschlußbchrungen in der mittleren Partie des Gehäuses, zu einer der Arbeitsieitungen und zur entsprechenden Entlüftungsleitung führen. Mit dem Einsatzkörper wird eine wesentliche Erleichterung de; Montage erreicht, wobei dann auch noch anderenfalls auftretende gewisse Herstellungsschwierigkeiten vermieden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuerventil in Mehrwegebauart mit Anschlüssen für die Druckmittelzufuhr, die Arbeitszuleitiingen zu dem Verbraucher und die Entlüftung, dessen axial verschiebbares Verschlußglied ring- oder scheibenförmige, als Hubventil wirkende Abdichtungen trägt, sowie an wenigstens einem axialen Ende des Verschlußgliedes zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Membranen, deren eine als >° Steuerungsmembran an ihrer Außenfläche vom Steuerdruckmittel beaufschlagbar ist und deren andere sowohl als Halterungsmembran zur reibungslosen Führung des Verschlußgliedes als auch durch bistabile Gestaltung und Anordnung zum Definieren der gewünschten Schaltstellungen und schließlich zur Steuerung der Wege zwischen Verbraucher- und Entlüftungsanschluß dient, wobei die beiden Membranen einen Raum zwischen sich enthalten, der einerseits von der Steuermembran gegen den Steuerdruck und andererseits von der Haiicrungsiiictiibran gegen den Arbeitsdruck abgeschirmt wird, nach Patent 20 61 545.6-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dim beiden Membranen (21 ς 22c) entlüftet ist

2. Ventil nach Anspruch ί, bei dem zwischen jeder Halterungsmembran und der zugeordneten Steuerungsmembran ein mit dem Verschlußglied koaxialer, von diesem durchdrungener Ringkörper vorgesehen ist, der im Gehäuse axial unbeweglich eingespannt ist und einerseits die Steuermembran und andererseits die Halterungsmembran gegen entsprechende vorspringende Partien am Gehäuse festklemmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (33 bzw. 35) die .^pJitlüftungsbohrung (21c; 22c) trägt