DE2720092A1 - Ventilanordnung - Google Patents

Description

Böblingen, den 3. Mai 1977 wi-bd/fr

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 1O5O4

Amtliches Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin:

LE 975 001

Vertreter:

Patentanwalt

Dipl.-Ing. W. Willich 7030 Böblingen

Bezeichnung:

Ventilanordnung

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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Umschaltung eines Strömungsmlttelsystems von einem Anschluß, z.B. einem Ventileinlaß, zu einem anderen Anschluß, z.B. einer Ventilentlüftung, und umgekehrt, mittels eines mechanischen Betätigungselements.

Stand der Technik

In bestimmten Strömungsmittelsystemen kommt es auf sehr kurze Umschaltzeiten der zur Umsteuerung verwendeten Ventile an. Darüberhinaus kann es für die gesteuerten Funktionen von großer Wichtigkeit sein, daß bei der Umschaltung einer Ventilanordnung in einem Leitungssystem von einer Leitung auf eine andere Leitung die Zeit, in der das Ventil zur ersten Leitung und das die zweite Leitung öffnende Ventil gleichzeitig geöffnet sind, möglichst kurz bemessen ist, um den dabei entstehenden Druckverlust gering zu halten oder möglichst sogar ganz zu vermeiden.

Ein typisches Beispiel für diese Erfordernisse sind Tintenumwälzeinrichtungen, wie sie für den Betrieb von Tintenstrahldruckern benützt werden. Bei dieser Art Druckern wird die Abbildung eines Schriftzeichens auf einem Aufzeichnungsträger durch eine Tintenflüssigkeit erzeugt, die unter Druck einer Düse zugeführt wird, und beim Austreten der Tintenpartikel aus der Düse werden diese durch eine Ablenksteuerung jeweils um einen bestimmten Betrag abgelenkt, wodurch Striche, Punkte, Bögen und andere beliebige Linienzüge gebildet werden können.

Die Steuerung der Zufuhr der Tinte zur Düse erfolgt bei

Tintenstrahldruckwerken in der Weise, daß die Zuleitung zur Düse zur Erzeugung eines Zeichens oder Zeichentellee auf dem Aufzeichnungsträger jeweils für die erforderliche

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Dauer über ein Ventil an die Druckleitung angeschlossen und zur Unterbrechung des Abdrucks entlüftet wird, während gleichzeitig der mit der Druckleitung verbundene Ventileinlaß geschlossen wird. Nur so kann nämlich verhindert werden, daß nach beendeter Abbildung eines Zeichens oder Zeichenteiles unbeabsichtigt Tintenpartikel aus der Düse austreten und auf den Aufzeichnungsträger oder in den zur Düsenmündung angrenzenden Bereich gelangen.

Bei den bekannten Ventilanordnungen für die Steuerung von Tintenumwalzeinrichtungen hat man danach getrachtet, die Zeit, in der beide Ventile, nämlich der Ventileinlaß und die Ventilentlüftung, während des Umschaltens gleichzeitig geöffnet sind, möglichst kurz zu bemessen. Während dieses Zeitraums fällt der in dem Leitungssystem herrschende Druck maßgeblich ab, so daß der Abdruckvorgang beendet wird, jedoch wirkt sich das, da der Gegendruck abgebaut ist, auf die Pumpe im Sinne einer Überschreitung der Förderkapazität aus, so daß die Pumpe Schaden erleiden kann. Außerdem können, da der Druck in der Zuleitung zur Düse für die Dauer der betreffenden Periode nicht sofort vollständig abgebaut wird, Tintenpartikel in den Bereich der Düsenmündung gelangen und diesen verschmutzen. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Ventilanordnungen ist auch, daß durch die gleichzeitige Öffnungsstellung des Einlasses und der Entlüftung der Ventilanordnung der Druck im Tintenzufuhrleitungssystem der Umwälzeinrichtung abfällt und erst wieder neu aufgebaut werden muß.

Bei einer anderen bekannten Ventilausführung findet das öffnen der einen Anschlußleitung und das Schließen des anderen Anschlusses nahzu gleichzeitig statt. Hier befinden sich die Anschlußmündungen der beiden Leitungen unmittelbar gegenüber, und zwischen beiden ist ein Verschlußelement an-

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geordnet, das beim Umschaltvorgang von einer öffnung zur anderen bewegt wird. Während dieses Umschaltens gibt es aber einen kurzen Moment, in dem unvermeidbar beide Mündungen geöffnet sind. Daher kann man auch mit dieser Ventilausführung nicht vollständig verhindern, daß während einer kurzen Zwischenphase beim Umschalten Strömungsmittel, z.B. Tinte, aus der Zuführleitung in die Ausgangsleitung gelangt.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilanordnung zu schaffen, bei der während des Umschaltvorganges von einer Anschlußleitung auf eine andere Anschlußleitung zu keiner Zeit beide Anschlüsse geöffnet sind, sondern die zu öffnende Leitung erst dann angeschlossen wird, wenn das Ventil die zu schließende Leitung vollständig geschlossen hat. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 angegebene Ausbildung gelöst worden.

Vorteile

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung gewährleistet, daß beim Umschalten von einem auf den anderen Anschluß, z.B. vom Ventileinlaß zur Ventilentlüftung in einer Tintenumwälzeinrichtung für Tintenstrahldrucker, der Druck in der Ausgangsleitung augenblicklich vollständig abfällt und das unbeabsichtigte nachfolgende Austreten von restlichem Strömungsmittel, wie Tintenflüssigkeit, unterbunden ist. Weiterhin bleibt in der Eingangsleitung der Pumpendruck vollständig aufrecht erhalten und steht nach einem weiteren Umschaltvorgang sofort in voller Höhe zur Verfügung. Dadurch wird beispielsweise bei der Anwendung in einem Tintenstrahldruckwerk dessen Arbeitsweise wesentlich verbessert.

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Zur Veranschaulichung einer der zahlreichen Einsatzmöglicheiten der erfindungsgemäßen Ventilanordnung wird im folgenden zunächst anhand der Fig. 1 eine Tintenumwälzeinrichtung beschrieben, wie sie zum Betrieb eines Tintenstrahldruckwerkes zum Beschriften von Aufzeichnungsträgern verwendet wird und in der eine nach der Lehre gemäß der Erfindung aufgebaute Ventilanordnung als Hauptventil eingebaut ist. Diese Anwendung ist nur als Beispiel für die Verwendungsarten der erfindungsgemäßen Ventilanordnung anzusehen. Anschließend werden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ventilanordnung erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 2 eine Axialschnittdarstellung des Ventils,

mit geschlossenem Ventileinlaß und geöffneter Ventilentlüftung,

Fig. 3 eine Alternativausführung des Ventils, bei

welcher der Ventileinlaß und die Ventilentlüftung zueinander benachbart angeordnet sind,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt in der Linie

4/5-4/5 der Fig. 3, in geöffneter Stellung des Ventileinlasses und bei geschlossener Ventilentlüftung, und

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt in der Linie

4/5-4/5 der Fig. 3, in geschlossener Stellung des Ventileinlasses und bei geöffneter Ventilentlüftung.

Bei der Tintenumwälzeinrichtung gemäß Fig. 1 wird die in der Patrone 12 befindliche Tinte 10 unter der Saugwirkung

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einer Pumpe 13 durch eine Nadel 14 hindurch entnommen, die durch einen Stöpsel 16 hindurchgeführt ist, welcher die Unterseite der Patrone 12 abschließt. Von der Nadel 14 führt eine Leitung 18 zu einem Schließventil 20, welches den Tintenfluß unterbricht, sobald die Patrone 12 abgenommen wird. Ein Anschlag 22 ist am Umfang der unteren Kante der Patrone 12 befestigt und öffnet bzw. schließt das Schließventil 20 beim Aufsetzen bzw. Abnehmen der Patrone 12. Vom Schließventil 20 wird die Tinte 10 über eine Leitung 24 einem Blasensammler 26 zugeführt, welcher etwaige Blasen aus der strömenden Tinte 10 beseitigt. Vom Blasensammler 26 führt eine Leitung 28 zum oberen Kammerteil 30 eines weiteren Blasensammlers 32, in welchem möglicherweise in der Strömung der Tinte 10 noch vorhandende Blasen beseitigt werden, so daß die über eine Leitung 34 nachgeschaltete Pumpe 13 in ihrer Wirksamkeit nicht beeinträchtigt ist. Von der Pumpe 13 gelangt die Tinte 10 durch eine Leitung 36 zu einem Kapillarrohr 38 und weiter über eine Leitung 40 durch einen Filter 42. Der Filter 42 dient zur Reinigung der Tinte 10 und ist darüberhinaus in Kombination mit dem Kapillarrohr 38 zur Dämpfung möglicher Netzfrequenzresonanzen wirksam, die von der Pumpe 13 über die Tintenströmung übertragen werden können.

Vom Filter 42 strömt die Tinte 10 durch eine Leitung 44 zum Hauptventil 46, das zum öffnen und Schließen des Tintendurchflusses umschaltbar ist. Eine Leitung 48 verbindet das Hauptventil 46 mit der Ventilentlüftung 50 zur umgebenden Atmosphäre. Die Tintenströmung gelangt vom Hauptventil 46 durch eine Leitung 52 zu einem Filter 54 und von dort durch eine Leitung 56 zur Düse 58. Von der Düse 58 werden die Tintentröpfchen 60 durch eine Ablenkeinrichtung 62 geschleudert, die mit Elektroden ausgestattet ist, welche die Tintentröpfchen 60 aufladen und entsprechend den zugeführten Signalen mehr oder weniger ablenken, der-

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art, daß sie auf einem Aufzeichnungsträger 64 definierte Schriftzeichen darstellen. Unterhalb der Aufzeichnungsposition des Aufzeichnungsträgers 64 befindet sich ein Tintennebelfänger 66 zur Aufnahme von etwaigem Tintendunst. Weiterhin verhindert eine Auffangblende 68, daß außerhalb der vorgesehenen Ablenkbahnen befindliche Tintentröpfchen 60 auf den Aufzeichnungsträger 64 gelangen, sondern diese werden einem einen kleinen Behälter 72 bildenden Rückf1uß-Samme1rohr 70 zugeführt, öffnungen und 77 im Rückfluß-Sammelrohr 70 verbinden dieses mit einem Sammelbehälter 74, wobei sich die öffnung 76 im oberen und die öffnung 77 im unteren Bereich des Sammelbehälters 74 befindet. Der Sammelbehälter 74 ist mit Schaummaterial 78 gefüllt, um zu vermeiden, daß die aufgefangenen Tintentröpfchen 60 infolge Umherspritzens wieder zurück, nämlich aus der Auffangblende 68 herausgelangen können. Das Ansammeln der Tinte 10 im Sammelbehälter 74 findet nur statt, solange in der Patrone 12 ein Unterdruck aufrechterhalten wird; herrscht dort kein Unterdruck, so kann in der dargestellten Tintenumwälzeinrichtung keine Tinte in den Sammelbehälter 74 und durch den Behälter 72 zurück zur Patrone 12 gelangen.

Hat im Betrieb in der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung der Unterdruck in der Patrone 12 einen bestimmten Wert erreicht, so wird die Tinte 10 durch das Rückfluß-Sammelrohr 70 und über eine Leitung 80 einem Endfilter 82 zugeführt, und von dort über eine Leitung 84 und durch eine Rückführnadel 86 im Stöpsel 16 in ein Standrohr 80 in der Patrone 12 geleitet, welches dicht unterhalb der Gehäuseabdeckung der Patrone 12 endet. Die Tinte 10 steht nun erneut zur Entnahme aus der Patrone 12 in die beschriebene Tintenumwälzeinrichtung zur Ausführung eines Zeichenabdruckes zur Verfügung.

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Das Hauptventil 46, wie es in der TintenumwäIzvorrichtung nach Fig. 1 beispielsweise verwendet wird, besteht gemäß Fig. 2 aus zwei Gehäuseteilen 90 und 92, die mittels (nicht dargestellter) Schrauben miteinander verbunden sind. Das Hauptventil 46 hat, insbesondere in seiner Anwendung wie oben anhand von Fig. 1 beschrieben, sehr geringe Abmessungen. Sein Flüssigkeitsvolumen liegt beispielsweise in der Größenordnung von 50 mm . Am unteren Ende des Gehäuseteils 90 befindet sich ein Ansatz 94 zum Einschrauben des Gewindestutzens 96 eines Elektromagneten 98. Eine Mutter 1OO auf dem Gewindestutzen 96 dient als Gegenmutter zur Fixierung des Elektromagneten 98 am Gewindestutzen 96 des Gehäuseteils 90. Der Elektromagnet 98 enthält einen Kolben 102, der aus seiner Ausgangslage (Fig. 2) bei Erregung des Elektromagneten 98 gegen die Kraft einer Feder 110 nach links verstellt wird. Sicherungsringe 104 und 106 auf der Umfangsfläche des Kolbens 102 dienen zur Begrenzung der Hubbewegung des Kolbens 102 bzw. zum Abstützen der Feder 110.

Im unteren Teil des Gehäuseteils 92 ist eine Bohrung 95 vorgesehen, durch welche der Kolben 102 geführt ist. Eine abgesetzte Bohrung 108 dient als Gegenlager für die auf den Kolben 102 aufgeschobene Feder 110. Ein Einschnitt 112 im oberen Bereich des Kolbens 102 dient zur Aufnahme einer Kugel 114, die am Ende eines BetätigungsstoBeIs 116 befestigt ist. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Betatigungsstößel 116 und dem Kolben 102 dient eine in dem Einschnitt 112 eingeschobene Lagerhülse 118.

Der Betätigungsstößel 116 ragt nach oben in eine Kammer die in dem Gehäuseteil 190 gebildet ist. Die Kammer 120 ist am unteren Ende durch einen Dichtungsring 122 in einer Ausdrehung 123 des Gehäuse teils 90 abgedichtet, und zur Fixierung des Dichtungsrings 122 ist eine Buchse 124 in die

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Ausdrehung 123 eingesetzt und beispielsweise durch (nicht dargestellte) Schrauben befestigt. Im Hinblick auf die durchströmende Tintenflüssigkeit bestehen der Dichtungsring 122, der Betätigungsstößel 116 und die weiteren mit der Tintenflüssigkeit in Berührung gelangenden Teile des Hauptventiles 46 aus korrosionsbeständigen Werkstoffen.

Im Gehäuseteil 92 befindet sich eine Bohrung 126 zur Aufnahme des Ventileinlasses 127. Die Bohrung 126 ist rechtwinklig zur Längsrichtung der Kammer 120 ausgerichtet. Der Ventileinlaß ist, wie in Fig. 2, durch einen Pfeil und das zugehörige Bezugszeichen gekennzeichnet, mit der Leitung der Tintenumwälzeinrichtung gemäß Fig. 1 verbunden. In der Bohrung 126 ist ein Ventilkolben 128 beweglich geführt und mittels einer Feder 130 gegen die rückwärtige Wand der Bohrung 126 im Gehäuseteil 92 anliegend, wie in Fig. 2 dargestellt. Das andere Ende der Feder 130 liegt auf einem Ansatz 132 am Ventilkolben 128 an. Die Feder 130 ist so dimensioniert, daß die von ihr auf den Ventilkolben 128 ausgeübte Kraft größer ist als die durch einen möglichen Rückfluß der Tintenflüssigkeit ausgeübte Kraft. Ein solcher Rückfluß kann auftreten, wenn die in der Pumpe 13 befindlichen Ventile nicht vollständig lecksicher gestaltet sind, so daß es, wenn kein Rückschlagventil eingebaut ist, vorkommen kann, daß Tinte durch das Hauptventil 46 und die Pumpe 13 hindurch zurückgesaugt wird. Ein Rückschlagventil 1st jedoch auch nützlich, um zu verhindern, daß Luft durch die Düse 58 hindurch zurückgesaugt wird.

Am Ventileinlaß 127 befindet sich im Gehäuseteil 90 ein Durchlaß 134 als Verbindung zur Kammer 120. Die Innenseite jder Wandung des Durchlasses 134 dient gleichzeitig als Auflagesitzfläche für den Ventilkolben 128. Ein Zapfen 138, zentrisch in der Stirnseite des Ventilkolbens 128 beifestigt oder auch mit diesem aus einem Stück, ragt durch

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den Durchlaß 134 hindurch In die Kammer 12Ο, zum Zusammenwirken mit dem Betätigungentoßel 116.

In den Gehäuseteilen 90 und 92 befindet sich weiterhin eine Bohrung 140, welche eine oberhalb des Ventileinlasses 127 angeordnete Ventilentlüftung 141 bildet. Die Bohrung . 140 verläuft ebenfalls rechtwinklig zur Längsrichtung der Kammer 120. Der mit 48 gekennzeichnete Pfeil in Fig. 2 deutet an, daß die Ventilentlüftung 141 an die Leitung 48 zur Ventilentlüftung 50 gemäß Fig. 1 angeschlossen ist. In der Bohrung 140 ist ein Ventilkolben 142 geführt, welcher unter der Wirkung einer Feder 144 steht. Die Feder 144 stützt sich mit ihrem anderen Ende im rückwärtigen Ende der Bohrung 140 des Gehäuseteils 90 ab. Durch den Mittelbereich des Ventilkolbens 142 führt eine Nut 146 als Durchgangskanal für die Tinte 1O der Tintenumwälzeinrichtung nach Fig. 1, oder einer anderen beliebigen Flüssigkeit. Das obere Ende des Betätigungsstößel 116 ragt gleichfalls ; in einen Teil der Nut 146 des Ventilkolbens 142. Auf der j rechtsseitigen Stirnfläche des Ventilkolbens 142 ist eine j Dichtungskappe 148 befestigt, die gleichzeitig als An- , schlagdämpfung wirksam ist, wenn der Ventilkolben 142 bei i seiner Bewegung nach rechts (Fig. 2) zum Verschließen des ' Kanals 149 auf das Ende der Bohrung 140 auftrifft. Der in | Fig. 2 mit 52 gekennzeichnete Pfeil bezeichnet den Ausgangs- j kanal für die aus dem Hauptventil 46 austretende Flüssig- ' keit, in Übereinstimmung mit der Leitung 52 in der Dar- j stellung nach Fig. 1. j

Die in Fig. 3 dargestellte Alternativausführung eines dem Hauptventil 46 entsprechenden Ventils 150 unterscheidet sich von der vorhergehend beschriebenen Bauweise dadurch, daß der Ventileinlaß und die Ventilentlüftung nicht parallel, sondern in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung des Ventileinlasses 184 und der Ventilent-

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lüftung 190 ist in den Fign. 4 und 5 deutlich erkennbar.

Der Ventilkörper des Ventils 150 besteht aus Gehäuseteilen 152, 154 und 156, die mittels (nicht dargestellter) Schrauben verbunden sind. Ein Elektromagnet 158 ist in einem Gewindestutzen 160 am Gehäuseteil 152 eingeschraubt und durch eine Mutter 162 gesichert. Der Gehäuseteil 156 enthält eine abgesetzte Bohrung 164 zur Aufnahme einer Feder 166, die als Rückstellfeder auf einen Ventilkolben 168 wirksam wird, wenn der Elektromagnet 158 abgeschaltet wird. Eine Kappe 170 auf dem äußeren Ende des Ventilkolbens 168 dient als Anlagefläche für die Feder 166. Zur Begrenzung der Stellbewegung des Ventilkolbens 168 kann ein (in den Zeichnungen nicht dargestellter) C-Ring vorgesehen werden. Wie Fig. 3 zeigt, ragt bei dieser Ausführung der Betätigungsstößel in die Kammer 174, die sich am unteren Ende des Gehäuseteils 154 befindet. Die Kammer 174 ist durch einen Dichtungsring 176 abgedichtet, welcher seinerseits durch eine Buchse in seiner Lage gehalten wird.

Am oberen Ende des Betätigungsstößels 172 ist ein Stößelkopf 180 mit einem zum Ventileinlaß 184 gerichteten Zapfen befestigt. Als Ventilelement für den Ventileinlaß 184 dient ein aus Federflachstahl gebildetes Reed-Elernen t 182. Das Reed-Element 182 öffnet und verschließt den VentileinlaB 184 gegen die Kammer 183, die sich am oberen Ende der Kammer 174 anschließt. Ein weiteres Reed-Element 188 ist dem Reed-Element 182 unmittelbar gegenüberliegend angeordnet und dient als Schließelement für die Ventilentlüftung 190. Es wird bemerkt, daß die mit 44, 48 und 52 gekennzeichneten Pfeile in den Fign. 3, 4 und 5 den entsprechenden Anschlußleitungen des Hauptventils 46 in der Einrichtung nach Fig. 1 entsprechen.

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Im folgenden wird die Wirkungsweise des beschriebenen Ventils erläutert.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil zeigt die Schaltelemente in ihrer Ausgangsposition: Der Ventileinlaß 127 ist geschlossen, da der Ventilkolben 128 unter der Wirkung seiner Feder 130 auf dem Sitz 136 anliegt, wodurch der Durchgang zur Kammer 120 gesperrt ist. Die VentilentlUftung 141 ist demgegenüber geöffnet, da der Betätigungsstößel 116 den Ventilkolben 142 mit der Dichtungskappe 148 vom Kanal 149 im Gehäuseteil 92 wegbewegt und somit der Kanal 149 mit der Leitung 48 Durchgangsverbindung hat. Die Funktion des dargestellten Ventils besteht darin, vor dem öffnen des Ventileinlasses 127 die Ventilentlüftung 141 vollständig zu verschließen, und umgekehrt.

Zur Durchführung einer Umschaltung wird der Elektromagnet 98 erregt und baut ein elektrisches Feld auf, wodurch der Kolben 102 gegen die Kraft der Feder 110 nach links verstellt wird. Die Bewegung des Kolbens 102 und der Kugel 114 nach links bewirkt, daß der obere Teil des Betätigungsstößels 116 in die entgegengesetzte Richtung geschwenkt wird, da der Dichtring 122 nicht nur die Aufgabe hat, die Kammer 120 von den anderen Bereichen des Ventils, insbesondere dem Elektromagneten 98 und dem Kolben 102 abzudichten, sondern auch als Drehpunkt für den Betätigungsstöeel 116 wirksam ist.

Bei der Verstellbewegung des oberen Teiles des Betätigungsstößels 116 nach rechts (Fig. 2) wird unter der Kraft der

Feder 144 der Betätigungskolben 142 gegen den Kanal 149 ι

gedrückt und verschließt somit die Ventilentlüftung 141. <

Hierbei hebt schließlich der Betätigungsstöeel von der ,

seitlichen Wandung 147 der Nut 146 im Ventilkolben 142 ab, J

bis seine Stellbewegung zur Ruhe gekommen ist. '

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Nach dem Schließen der Ventilentlüftung 141 kommt der Betätigungsstößel 116, während er sich noch in der beschriebenen Stellbewegung befindet, in Kontakt mit dem Zapfen 138 am Ventileinlaß 128, welcher, wie beschrieben, durch den Durchlaß 134 im Ansatz 94 hindurchragt. Nun verschiebt der Betätigungsstößel 116 den Ventilkolben 128 gegen die Wirkung der Feder 130 nach rechts, wobei der zuvor abgedichtete Sitz 136 freigegeben und somit der Ventileinlaß geöffnet wird. Nun kann, unter Bezugnahme auf die Tintenumwälzeinrichtung nach Fig. 1, Tinte 10 durch die Leitung 44 in den Ventileinlaß 127 strömen und das Hauptventil 46 durch die Kanner 120 und anschließend durch die Leitung 52 passieren. Zu dieser Zeit befinden sich somit der Ventileinlaß 127 und die Kammer 120 unter dem entsprechenden Mediumdruck des durchfließenden Strömungsmittels, entsprechend dem Druck an der druckseitigen Ausgangsleitung der Pumpe 13 in Fig. 1. Dieser Druck beträgt bei dem beschriebenen Beispiel etwa 3 bar. Die Vorschubbewegung des Ventilkolbens 128 unter der Wirkung des BetätigungsstoßeIs 116 gegen die Kraft der Feder 130 wird beendet, sobald der Sicherungsring 104 an einem entsprechenden (nicht dargestellten) Anschlag am Ende des Gewindestutzens 96 zu liegen kommt.

Der entgegengesetzte Schaltvorgang für das Hauptventil 46 gemäß Fig. 2 zum öffnen der Ventilentlüftung 141 und zum gleichzeitigen Schließen des Ventileinlasses 147 wird durch Abschalten des Elektromagneten 98 ausgelöst, in dessen Folge das Magnetfeld zusammenbricht und die auf den Kolben 102 nach links wirksame Stellkraft beendet wird, so daß dieser unter der Kraft der auf dem Sicherungsring 106 wirksamen Feder 110 nach rechts zurückschnellt, wodurch der Betätigungsstößel 116 um seinen Schwenkpunkt am Dichtring 122 entgegen dem Uhrzeigersinn zurückgestellt wird. Hierbei hebt der Betätigungsstößel 116 zunächst vom Zapfen 138 ab, so daß unter der Wirkung der Feder 130 der Ventil-

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kolben 128 gegen den Sitz 136 gedrückt und somit der Ventileinlaß 127 verschlossen wird. Damit ist der Pumpendruck am Anschluß der Leitung 44 am Ventil 46 abgeschaltet. Im Laufe der weiteren Schwenkbewegung des Betätigungsstößels 116 in der Nut 146 des Ventilkolbens 142 schlägt er an der seitlichen Wandung 145 des Ventilkolbens 142 an und hebt diesen gegen die Kraft der Feder 144 vom Kanal 149 ab. Dadurch wird das Ventil augenblicklich entlüftet, in dem der in der Kammer 120 herrschende Druck sich über die Leitungen 48 und 52 entspannen kann.

Durch das außerordentlich schnelle Schließen des Ventileinlasses 127 und das nahezu gleichzeitige öffnen der Ventilentlüftung 141 wird ein sehr schneller Abfall des in der Düse 58 herrschenden Druckes erzielt, nämlich ein Druckabfall von etwa 3 bar auf O bar innerhalb von etwa 1 Millisekunde. Auf diese Heise wird verhindert, daß die Tinte in dem in Fig. 1 dargestellten System ihre Umwälzbewegung ungewollt fortsetzt, wodurch im Bereich der Düse 58 befindliche Teile der Anordnung unerwünscht beschmutzt werden würden. Wird darauffolgend zum Zwecke des Zeichenabdruckes die Ventilentlüftung 141 geschlossen und der Ventileinlaß 128 geöffnet, baut sich der Druck an der Düse 58 mit der gleichen Geschwindigkeit wieder auf, da durch die Ventilentlüftung 141 kein Druckverlust entstehen kann. Die maßgebliche Eigenschaft des beschriebenen Ventils besteht somit darin, daß bei jedem Umschaltvorgang der Ventileinlaß geschlossen wird, bevor die Ventilentlüftung Offnet, bzw. umgekehrt, und daß der Umschaltvorgang in außerordentlich kurzer Schaltzeit durchführbar ist.

Die Arbeitsweise der Ventilausführung nach den Fign. 3, 4 und 5 ist sehr ähnlich derjenigen des Ventils nach Fig. 2. In der Darstellung nach Fig. 3 1st der Elektromagnet 158 eingeschaltet, und dementsprechend hat der Ventilkolben

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168 den Betätigungsstößel 172 um seinen Drehpunkt am Dichtungsring 176 im Uhrzeigersinn geschwenkt. Wie aus Fig. 4 ersichtlicht, befindet sich hierbei das Reed-Elernent 182 unter der Wirkung des Stößelkopfes 180 mit seinem Zapfen 181 in geöffneter Position, so daß der Ventileinlaß 184 den Durchfluß der Flüssigkeit von der Leitung 44 durch die Kammer 183 zum Kanal 186 und weiter zur Leitung 52 freigibt.

Zum Schließen des Ventileinlasses 184 wird der Elektromagnet 158 abgeschaltet, so daß der Ventilkolben 168 unter der Wirkung der Feder 166 in die Richtung vom Elektromagneten 158 hinweg, also in Fig. 3 nach rechts zurückgestellt wird. Dadurch wird der Betätigungsstößel 172 in der entgegengesetzten Schwenkrichtung, nämlich gegen den Uhrzeigersinn, verstellt und gibt das Reed-Elernent 182 frei, bevor der Stößelkopf 18O auf das Reed-Element 182 wirksam wird. Die Ventilentlüftung 190 wird geöffnet, sobald die (in Fig. 5) linke Kante des Stößelkopfes 180 mit dem Reed-Element 188 in Berührung kommt und dieses, wie Fig. 5 zeigt, nach links in seine geöffnete Lage auslenkt. Dadurch wird die Ventilentlüftung 19O durch die Leitung 48 in Fig. 1 zur Atmosphäre geöffnet. Die beschrieben Funktion schließt somit aus, daß entweder die Ventilentlüftung öffnet, bevor der Ventileinlaß geschlossen ist, oder der Ventileinlaß geöffnet wird, !bevor die Ventilentlüftung geschlossen ist.

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Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE I I IvUo

   Ventilanordnung zur Umschaltung eines Strömungsmittelsystems von einem Anschluß, z.B. einem Ventileinlaß, zu einem anderen Anschluß, z.B. einer Ventilentlüftung, und umgekehrt, mittels eines mechanischen Betätigungselements, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlüsse (Ventileinlaß 127; 184; Ventilentlüftung 141; 190) je ein unter Federkraft (130; 144) an sich in Schließstellung gehaltenes, bewegliches Ventilelement (128; 142; 182; 188) aufweisen und daß in der Ventilkammer (120; 174) ein wahlweise in Wirkverbindung mit den beweglichen Ventilelementen (128; 142; 182; 188) gelangendes schwenkbares Betätigungselement (116; 172) angeordnet ist, welches in seiner ersten Endlage das bewegliche Ventilelement (128; 182) des ersten Anschlusses (44) in Öffnungsstellung hält, beim Durchgang durch seine Mittellage das bewegliche Ventilelement (128; 182) des ersten Anschlusses (44) zur Rückstellung in seine Schließstellung freigibt, bevor es in Wirkverbindung mit dem Ventilelement (142; 188) des zweiten Anschlusses (48) gelangt, und in seiner zweiten Endlage das bewegliche Ventilelement (14 2; 188) des zweiten Anschlusses (48) in Öffnungsstellung hält, und umgekehrt.
2. 2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Ventile leinen te als in einer Bohrung (126; 140) des Ventilgehäuses (90; 92) verschiebbare Ventilkolben (128; 142) ausgebildet sind.
3. 3. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Ventilkolben (128) einen in die Kammer (120) ragenden, vom Betätigungselement (116) betätigbaren Zapfen (138) aufweist.

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4. 4. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Ventilkolben (142) eine radiale Nut (146) aufweist, welche derart dimensioniert und zur Kammer (120) ausgerichtet ist, daß das Betätigungselement (116) bei seiner Schwenkbewegung auf eine der seitlichen Wandungen (145), nämlich im Öffnungssinne des Ventilkolbens (142) wirksam wird.
5. 5. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Elemente als Reed-Element (182, 188) ausgebildet sind.
6. 6. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als stangenförmiger Betätigungsstößel (116; 172) ausgebildet ist, welcher in einem als Lager wirksamen Dichtring (122; 176) schwenkbar gelagert ist.
7. 7. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel (172) einen Stößelkopf (180) aufweist, der mittels eines Zapfens (181) oder einer seiner Kanten auf das zugeordnete Reed-Element (182, 188) öffnend wirksam ist.
8. 8. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1,6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des Betätigungselements (116) ein gegen die Kraft einer Feder (110) wirksamer Elektromagnet (98; 158) vorgesehen ist.

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