DE3903483C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein druckausgeglichenes elektromagnetisch
betätigbares Ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruches 1.
Ein solches Ventil ist aus der DE 35 24 639 A1 (entsprechend
der US 45 98 736) bekannt.
Aus der US 28 63 473 ist ein druckausgeglichenes Ventil bekannt,
welches zwar in zwei Richtungen arbeiten kann, jedoch
nicht geeignet ist, als ein Dreiweg-Ventil ausgestaltet zu
werden.
Die DE 30 32 730 A1 zeigt ein Vierwege-Ventil, bei dem zwei
Dreiwege-Ventile in Tandem-Anordnung wirken, um einen Zylinder
zu steuern und in zwei Richtungen zu betätigen. Ein druckausgeglichenes
Ventil wird dort nicht beschrieben.
Die DE-OS 23 15 325 zeigt ein Dreiwege-Ventil, jedoch ohne
einen Druckausgleich, mit dem der Anker eines Elektromagneten
in Balance gehalten wird. Es wird ein Paar von miteinander
fluchtenden Elektromagneten sowie ein Paar von Ankern beschrieben,
wobei bei einer wahlweisen Betätigung eines der Elektromagneten
eine Einlaßöffnung entweder mit einer Auslaßöffnung im
oberen Ende des Ventils verbunden wird oder mit einem Anschluß
im unteren Ende des Ventils.
Die DE 33 45 928 A1 zeigt ein druckausgeglichenes Zweiwege-Ventil,
bei dem ein Anker einen Durchlaß aufweist. Der Durchmesser
der Eingangsöffnung hat etwa die gleiche Größe wie eine Bohrung
im Solenoid des Elektromagneten, in dem der Anker gleitet.
Entsprechend wird ein Druckfluid den Anker passieren und hinter
den Anker gelangen, so daß am Anker gleich große und entgegengesetzt
gerichtete Drücke herrschen, wenn das Solenoid im
entregten Zustand ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein druckausgeglichenes
elektromagnetisch betätigbares Ventil der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß ein kleiner Raumbedarf
erreicht wird und nur eine geringe Magnetschubkraft erforderlich
ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßem Ventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Ventils sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Die Schwierigkeiten, die sich aus
der Notwendigkeit einer großen Magnetschubkraft bei einem
elektromagnetisch betätigbaren Sitzventil zur Steuerung von
Hochdruckfluiden ergeben, werden dadurch
überwunden, daß ein Magnetanker verwendet wird, der im ent
regten oder erregten Zustand auf der Hochdruckseite druck
ausgeglichen wird. Durch den vorteilhaften Aufbau läßt sich
das auf der Hochdruckseite entlastete elektromagnetisch be
tätigbare Sitzventil mit kleinen Abmessungen auslegen.
Das Ventil weist ein axiales Ausgleichsloch
im oberen Endstück des Ankers auf, das an seinem oberen Ende
zu einem Ankerführungsrohr hin offen ist. Das Ausgleichsloch
ist mit gleicher Querschnittsfläche wie ein axiales Loch im
Ventilgehäuse ausgeführt. Im Ausgleichsloch des Ankers ist
ein abgedichteter Ausgleichsstopfen angeordnet. In den Anker
und eine Sitzventil-Dichtung ist ein Fluidkanal eingearbei
tet, der das axiale Loch im Ventilgehäuse mit dem Aus
gleichsloch im Anker verbindet, um Druckfluid von der Ein
laßöffnung des Ventils in das Ausgleichsloch des Ankers und
zum Druckausgleich an den Ausgleichsstopfen zu leiten, um
den Anker in der entregten Stellung druckauszugleichen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen
den anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt eines elektromagne
tisch betätigbaren, auf der Hochdruckseite entla
steten 3-Wege-Sitzventils, in der Entregungsstel
lung des Ankers,
Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Teilseitenansicht im Schnitt
des Ventils gemäß Fig. 1, in der Erregungsstellung
des Anker, wobei einige Teile weggelassen sind,
Fig. 3 eine Teilseitenansicht im Schnitt des oberen End
stücks einer abgewandelten Ausführungsform des
Ankers für das Ventil gemäß Fig. 1, in der Entre
gungsstellung des Ankers,
Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Teilseitenansicht im Schnitt
des Ankers gemäß Fig. 3, in der Erregungsstellung
des Ankers,
Fig. 5 eine Teilseitenansicht im Schnitt einer weiteren
abgewandelten Ausführungsform des Magnetankers mit
Druckausgleich auf der Hochdruckseite für das Ven
til gemäß Fig. 1, in der Entregungsstellung des
Ankers,
Fig. 6 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht, jedoch in der Erre
gungsstellung des Ankers,
Fig. 7 eine Teilseitenansicht im Schnitt einer noch ande
ren abgewandelten Ausführungsform des Magnetankers
mit entlasteter Hochdruckseite für das Ventil gemäß
Fig. 1, in der Entregungsstellung des Ankers,
Fig. 8 eine Fig. 7 ähnliche Ansicht, jedoch in der
Erregungsstellung des Ankers,
Fig. 9 eine Teilseitenansicht im Schnitt einer weiteren
abgewandelten Ausführungsform des Magnetankers für
das Ventil gemäß Fig. 1, in der Entregungsstellung
des Ankers,
Fig. 10 eine Fig. 9 ähnliche Ansicht, jedoch in der Erre
gungsstellung des Ankers,
Fig. 11 eine Seitenansicht im Schnitt eines elektromagne
tisch betätigbaren 4-Wege-Sitzventils mit entlaste
ter Hochdruckseite, in der Entregungsstellung des
Ankers, wobei einige Teile weggelassen sind,
Fig. 12 eine Fig. 11 ähnliche Ansicht, jedoch in der Erre
gungsstellung des Ankers,
Fig. 13 eine Teilseitenansicht im Schnitt eines anderen
elektromagnetisch betätigbaren, auf der Hochdruck
seite ausgeglichenen 4-Wege-Ventils, in der Entre
gungsstellung des Ankers,
Fig. 14 eine Fig. 13 ähnliche Ansicht, jedoch in der Erre
gungsstellung des Ankers,
Fig. 15 eine Seitenansicht im Schnitt eines noch anderen
elektromagnetisch betätigbaren, auf der Hochdruck
seite druckausgeglichenen 4-Wege-Ventils, in der
Entregungsstellung des Ankers, und
Fig. 16 eine Fig. 15 ähnliche Ansicht, jedoch in der Erre
gungsstellung des Ankers.
Die Fig. 1 zeigt ein Ventilgehäuse 10c. Das in Fig. 1 gezeigte
Ventil befindet sich dort in entregtem Zustand und ist ein
elektromagnetisch betätigbares Drei-Wege-Sitzventil mit Druckausgleich
auf der Hochdruckseite. Einige selbstverständliche
Bauteile des Elektromagneten, wie die Spule und dessen Gehäuse
sind nicht gesondert gezeichnet. Das Drei-Wege-Ventil gemäß
Fig. 1 ist mit einem Auslaßsystem versehen.
Auf einem Ventilgehäuse 10c ist ein Elektromagnet 11c angeordnet.
Der Elektromagnet 11c umfaßt ein zylindrisches Anker-Führungsrohr
12c mit einem mit ihm fest bzw. einstückig verbundenen,
radial vergrößerten unteren Endflansch 13c, der in einer
in das obere Ende 15c des Ventilgehäuses 10c eingearbeiteten
Vertiefung 14c sitzt. Auf dem Ventilgehäuseende 15c sitzt ein
Klemmring 18c und hält das Anker-Führungsrohr 12c am Ventilgehäuse
10c. Ein Klemmring 18c ist am Ventilgehäuse 10c mittels
mehrerer zweckdienlicher Schrauben 19c festgehalten. In einer
um den Endflansch 13c des Führungsrohres 12c ausgebildete Nut
ist eine O-Ring-Dichtung 20c angeordnet.
Mit dem oberen Ende des Führungsstiftes 12c ist von einem zy
lindrischen Polstück 21c das untere Ende 23c fest verbunden,
welches das obere Rohrende umschließt. Das Polstück 21c ist an
seinem oberen Ende 22c mit einem Außengewinde versehen. Der
Elektromagnet 11c umfaßt eine herkömmliche Magnetspule 25c, die
um das Führungsrohr 12c und das Polstück 21c angeordnet ist und
mit ihrem unteren Ende auf dem Klemmring 18c aufsitzt. Die
Magnetspule 25c ist von einem herkömmlichen Magnetgehäuse 26c
umgeben, das mit seinem unteren Ende auf dem Klemmring 18c aufsitzt.
Um das obere Ende 22c des Polstücks 21c ist ein
Flußring 27c angeordnet und sitzt auf dem oberen Ende
der Magnetspule 25c und des Magnetgehäuses 26c auf. Auf das
Ende 22c des Polstücks 21c ist eine zweckdienliche Klemmutter
28c aufgeschraubt und hält die Magnetspule 25c und das Magnet
gehäuse 26c auf dem Klemmring 18c in Stellung. An die Magnet
spule 25c sind übliche elektrische Zuleitungen 29c und 30c an
geschlossen.
In einer zylindrischen Bohrung oder Kammer 34c im Führungs
rohr 12c ist ein Magnetstößel oder -anker 33c verschieblich
angeordnet. Der Abstand zwischen dem oberen Endstück 35c des
Ankers 33c und dem unteren Ende 23c des Polstücks 21c stellt
den Hub dar, den der Anker 33c bei Erregung der Magnetspule
25c zurücklegt.
Das untere Endstück 36c des Ankers 33c ist von verkleinertem
Durchmesser und endet in einem mit ihm fest bzw. einstückig
verbundenen Umfangsflansch 37c von vergrößertem Durchmesser.
Das untere Endstück 36c und der Flansch 37c des Ankers 33c ra
gen nach unten in eine axiale zylindrische Übertragungsver
tiefung bzw. -kammer 38c hinein, die im oberen Ende 15c des
Ventilgehäuses 10c ausgebildet ist und an ihrem oberen Ende
mit der Vertiefung 14c in Verbindung steht. In eine Seite des
Ventilgehäuses 10c ist eine mit Gewinde versehene Zylinderan
schluß- oder Übertragungsöffnung 40c eingearbeitet, die an
ihrem inneren Ende über einen Durchlaß 39c mit der Übertra
gungskammer 38c in Verbindung steht. Letztere hat eine quer
gerichtete innere Endwand 41c. Im unteren Abschnitt des Ven
tilgehäuses 10c ist eine mit Gewinde versehene Einlaßöffnung
42c ausgebildet, die über einen axialen Durchlaß oder Bohrung
43c mit der Übertragungskammer 38c in Verbindung steht. Am
inneren Ende der Bohrung 43c ist an der Stelle, an der die
Bohrung 43c mit der Übertragungskammer 38c verbunden ist, ein
kreisrunder Sitzventil-Sitz 46c ausgebildet.
In das untere Endstück 36c vom Anker 33c ist eine nach innen
gerichtete axiale Bohrung 47c eingearbeitet, die mit einer
Bohrung 48c von vergrößertem Durchmesser in Verbindung steht.
In den Bohrungen 47c und 48c des Ankers 33c ist eine Sitzven
til-Dichtung 49 aufgenommen, wobei von ihrem Hauptteil von
T-förmiger Querschnittsgestalt der vergrößerte
Kopfabschnitt in der Bohrung 48c angeordnet ist und auf der
vom Übergang zwischen den Bohrungen 47c und 48c gebildeten
Schulter aufsitzt. In der Bohrung 48c ist eine zweckdienliche
Schraubenfeder 50c angeordnet und dient als Belastungsfeder
für die Sitzventil-Dichtung 49c. Die Schraubenfeder 50c sitzt
mit ihrem unteren Ende auf der Innenseite der Sitzventil-
Dichtung 49c auf und liegt mit ihrem oberen Ende an der obe
ren Endwand der Bohrung 48c an. Die Dichtung 49c ist aus einem
beliebigen zweckdienlichen Werkstoff, z. B. aus einem elasti
schen Werkstoff.
Um das untere Endstück 36c vom Anker 33c ist eine Anker-Rück
stellfeder 53c angeordnet, die sich mit ihrem oberen Ende am
unteren Ende 13c vom Führungsrohr 12c und mit ihrem unteren
Ende auf der Oberseite des Ankerflansches 37c abstützt. Die
Rückstellfeder 53c hält den Anker 33c in der in Fig. 1 ge
zeichneten Stellung, in welcher die Dichtung 49c am Ventil
sitz 46c anliegt, wenn der Elektromagnet 11c entregt ist.
Im Polstück 21c ist eine von seinem unteren Ende 23c nach oben
sich erstreckende axiale Bohrung 55c ausgebildet, in welcher
in zweckdienlicher Weise ein zylindrischer Ausgleichskolben
bzw. -stopfen 54c fest angeordnet, z. B. eingepreßt ist. Das
untere Endstück des Ausgleichsstopfens 54c ragt nach unten in
eine axiale Bohrung 56c hinein, die im oberen Endstück 35c des
Ankers 33c ausgebildet ist und an einer inneren Endwand 60c
endet. Um den Umfang des unteren Endstücks vom Ausgleichs
stopfen 54c ist in einer Nut eine zweckdienliche O-Ring-Dich
tung 57c betriebsmäßig angeordnet, die gegen die Wand der
Bohrung 56c abdichtet.
Die Bohrung 56c ist mit demselben Durchmesser wie die Einlaß
bohrung bzw. der Einlaßkanal 43c ausgebildet. Die Bohrungen
43c und 56c sind durch eine Bohrung 61c von kleinerem Durch
messer als die Bohrung 56c, die Bohrung 48c und eine Bohrung
62c miteinander verbunden, wobei die Bohrung 61c das untere
Ende der Bohrung 56c im Anker 33c mit dem oberen Ende der Boh
rung 48c und die Bohrung 62c die Bohrung 48c mit dem oberen
Ende der Bohrung bzw. des Einlaßkanals 43c verbindet. Die
Bohrung 62c durchsetzt die Sitzventil-Dichtung 49c.
Gemäß Fig. 1 ist der feststehende Ausgleichsstopfen 54c mit
längsgerichteten Auslaßschlitzen oder -durchlässen 68 verse
hen, die im Magnetanker-Führungsrohr 12c ausgebildet sind
und die Übertragungskammer 38c mit dem oberen Ende der Kam
mer 34c im Führungsrohr 12c verbinden. Die Auslaßschlitze 68
sind von dem in der US-PS 45 98 736, Fig. 2, dargestellten
Typ. Der feststehende Ausgleichsstopfen 54c weist eine quer
gerichtete Bohrung 69 auf, die mit dem oberen Ende der Kam
mer 34c in Verbindung steht. Sie dient als Auslaßöffnung und
ist mit der Ventilaußenseite durch eine axiale Bohrung 70
verbunden, die im oberen Endstück 64c des Ausgleichsstopfens
54c ausgebildet ist, und durch eine verbindende axiale Boh
rung 71, welche das obere Ende des Polstücks 21c bis zur
Ventilaußenseite durchsetzt.
In dem in Fig. 1 dargestellten entregten Zustand des 3-Wege-
Ventils ist die Übertragungskammer 38c zur Ventilaußenseite
entleert, wenn der Anker 33c die Entregungsstellung
einnimmt. Bei Erregen des Elektromagneten vom Ventil
gemäß Fig. 1 wird der Anker 33c in die in Fig. 2 gezeichnete
Stellung aufwärtsbewegt und die Auslaßöffnung 69 im Aus
gleichsstopfen 54c wird durch die nachstehend beschriebenen
Bauteile verschlossen. Im oberen Endstück 35c des Ankers 33c
ist eine Bohrung 72 von vergrößertem Durchmesser ausgebildet
und erstreckt sich nach unten. In der Bohrung 72 ist eine
zylindrische Schiebedichtung 73 betriebsmäßig angeordnet,
die sich, wenn der Anker 33c bei Erregung in die in Fig. 2
gezeichnete Stellung aufwärtsbewegt wird, nach oben und
über die Auslaßbohrung 69 schiebt, derart, daß sie den
Durchfluß durch die Bohrung 69 stoppt und den Einlaßdruck
von der Übertragungskammer 38c über den Durchlaß 39c in die
Zylinderanschlußöffnung 40c strömen läßt. Das obere Endstück
35c des Ankers 33c ist von einer Vielzahl von quergerichte
ten Bohrungen oder Durchlässen 74 durchsetzt, die innen an
der Schiebedichtung 73 enden. Die Bohrungen 74 lassen Ein
laßdruck durch die Auslaßschlitze 68 nach oben gelangen und
einen quergerichteten Dichtdruck gegen die Umfangsfläche der
Schiebedichtung 73 erzeugen, derart, daß die Enden der Aus
laßbohrung 69 wirkungsvoll abdichtbar sind. Die Auslaßboh
rung 69 und die zylindrische Schiebedichtung 73 wirken als
ein Auslaß-Schieberventil.
Das 3-Wege-Ventil gemäß Fig. 1 ist im entregten und erregten
Zustand druckausgeglichen.
Fig. 3 zeigt im entregten Zustand den oberen Endabschnitt
einer abgewandelten Anker-Ausführungsform für das elektro
magnetisch betätigbare, hochdruckseitig ausgeglichene 3-
Wege-Ventil gemäß Fig. 1. Mit den Bauteilen der Ausführungs
formen gemäß Fig. 1 gleiche Bauteile sind mit densel
ben Bezugszeichen, jedoch mit dem Suffix "d" bezeichnet. Der
Anker 33d gemäß Fig. 3 unterscheidet sich vom Anker 33c ge
mäß Fig. 1 dadurch, daß anstelle einer Schiebedichtung 73
eine einzige O-Ring-Dichtung 76 verwendet ist. Weggelassen
sind auch die quergerichteten Dichtdruck-Bohrungen 74. In
der in Fig. 3 gezeichneten Entregungsstellung des Ankers 33d
ist die Auslaßöffnung bzw. -bohrung 69d zum oberen Ende der
Kammer 34d im Anker-Führungsrohr 12d hin offen. In der Er
regungsstellung des Ankers 33d gemäß Fig. 4 ist die Auslaß
bohrung 69d durch die Dichtwirkung der O-Ringe 57d und 76
verschlossen. Der O-Ring 76 ist in solchem Abstand vom O-
Ring 57d angeordnet, daß die zwei Dichtungen 57d und 76
beiderseits der Enden der Auslaßbohrung 69d angeordnet sind
und die Bohrung 69d verschließen, wenn der Anker 33d die
Erregungsstellung gemäß Fig. 4 einnimmt.
Fig. 5 zeigt in der Entregungsstellung eine andere abgewan
delte Ausführungsform des auf der Hochdruckseite entlasteten
Magnetankers für ein 3-Wege-Ventil gemäß Fig. 1. Mit den
Bauteilen der Ausführungsformen gemäß Fig. 1 gleiche
Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit dem
Suffix "e" bezeichnet. Beim Anker 33e in der abgewandelten
Ausführungsform ist die Bohrung 56e im oberen Anker-Endstück
35e so nach unten verlängert, daß sie mit der Sitzventil-
Dichtungs-Kammer 48e in Verbindung steht. Die Anker-Rück
stellfeder 53e ist in der Bohrung 56e angeordnet und liegt
mit ihrem oberen Ende an einem feststehenden Ausgleichsstop
fen 54e und mit ihrem unteren Ende an der Oberseite der
Sitzventil-Dichtung 49e an, derart, daß sie bei entregtem
Elektromagneten 11e den Anker 33e nach unten bewegt und die
Dichtung 49e an den Sitz 46e anlegt. Durch die Anordnung der
Rückstellfeder 53e in der Bohrung 56e statt auf der Außen
seite des unteren Anker-Endstücks 36c gemäß Fig. 1, wird
eine kompakte Anker-Baugruppe erzielt. Bei der Ausführungs
form gemäß Fig. 5 kann das einströmende Druckfluid durch
den Einlaßkanal 43e, die Bohrung 62e, die Dichtungskammer
48e in die Bohrung 56e und zum Druckausgleich an den Aus
gleichsstopfen 54e und die Dichtungen 57e gelangen. Die
Querschnittsfläche des Ausgleichsstopfens 54e und der Dich
tungen 57e, auf welche die Druckluft am oberen Ende der
Ankerbohrung 56e einwirkt, ist gleich der Querschnittsfläche
des Einlaßkanals 43e, derart, daß der Magnetanker 33e, wenn
er die in Fig. 5 gezeichnete Entregungsstellung einnimmt,
druckausgeglichen ist.
In der in Fig. 6 dargestellten Erregungsstellung ist der
Magnetanker 33e aus denselben Gründen druckausgeglichen, die
für den Anker 33 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 angegeben
wurden.
Fig. 7 zeigt in der Entregungsstellung eine noch andere
abgewandelte Ausführungsform eines auf der Hochdruckseite
entlasteten Magnetankers für ein 3-Wege-Ventil gemäß Fig. 1.
Mit den Bauteilen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gleiche
Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit dem
Suffix "f" bezeichnet. Gemäß Fig. 7 ist eine Einlaßbohrung
61f so vergrößert, daß die Anker-Rückstellfeder 53f
aufgenommen ist. Gemäß Fig. 12 ist der Ausgleichsstopfen
54f ein in der Ankerbohrung 56f unverlierbar lösbar angeord
neter Schwimmstopfen, dessen oberes Endstück 64f in einer
Bohrung 55f im unteren Ende 23f des Polstücks 21f sitzt. Um
das obere Endstück 64f des Ausgleichsstopfens 54f ist eine
zweckdienliche O-Ring-Dichtung 77 an einer Stelle betriebs
mäßig angeordnet, die über dem unteren Endstück 23f vom Pol
stück 21f gelegen ist. Um den Ausgleichsstopfen 54f ist ein
O-Ring 78 betriebsmäßig angeordnet und sitzt in einer in den
Anker 33f eingearbeiteten Umfangsnut. In der in Fig. 7 ge
zeichneten Entregungsstellung ist die Auslaßbohrung 69f zum
oberen Ende der Kammer 34f hin offen, um die Abführung von
Fluid nach oben durch die Auslaßschlitze 68f und die Auslaß
bohrung 69f zu ermöglichen. In der Erregungsstellung des
Ankers 33f gemäß Fig. 8 ist die Auslaßbohrung 69f ver
schlossen und oben und unten von den O-Ringen 78 und 57f
eingegabelt.
Fig. 9 zeigt in der Entregungsstellung eine weitere abge
wandelte Ausführungsform eines Magnetankers mit Ausgleich
auf der Hochdruckseite für ein 3-Wege-Ventil gemäß Fig. 1.
Mit den Bauteilen der Ausführungsformen gemäß Fig. 1, und
7 gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch
mit dem Suffix "g" bezeichnet. Die Ausführungsform gemäß
Fig. 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform entspre
chend Fig. 7 nur durch einige kleine Änderungen. Gemäß Fig.
9 ist der zwischenliegende O-Ring 78g statt im Anker 33g im
Ausgleichsstopfen 54g angeordnet. Die den Ausgleichsstopfen
54g durchsetzende Auslaßbohrung 70g ist weiter nach unten
verlängert als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7. Der
Anker 33g weist eine Vielzahl von quergerichteten Bohrungen
79 auf, die in seiner Entregungsstellung entsprechend Fig.
9 die Auslaßschlitze 68g mit der Auslaßbohrung 69g verbin
den. Wird der Magnetanker 33g in die Erregungsstellung gemäß
Fig. 10 bewegt, werden die Auslaßbohrungen 79 soweit nach
oben über die Auslaßbohrung 69g verlagert, daß die Verbin
dung mit der Auslaßbohrung 69g unterbrochen ist.
Fig. 11 zeigt ein elektromagnetisch betätigbares Sitzventil
mit fünf Anschlüssen, vier Wegen und entlasteter Hochdruck
seite. Mit den Bauteilen der Ausführungsformen gemäß Fig.
1, 7 und 8 gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszei
chen, jedoch mit dem Suffix "h" bezeichnet.
Gemäß Fig. 11 umfaßt das 4-Wege-Ventil ein Ventilgehäuse mit
einem oberen Gehäuseteil 10h und einem unteren Gehäuseteil
10h′, die durch eine Vielzahl zweckdienlicher Schrauben 82
lösbar zusammengehalten sind. Zwischen den zugehörigen Enden
der Gehäuseteile 10h und 10h′ ist eine zweckdienliche O-
Ring-Dichtung 83 angeordnet. Der obere Gehäuseteil 10h weist
auf seiner entsprechend Fig. 11 linken Seite eine Einlaß
drucköffnung 42h auf, welche über einen Einlaßkanal 84 mit
einer axialen Einlaßbohrung bzw. Einlaßkanal 43h in Verbin
dung steht. Um das obere Ende des Einlaßkanals 43h ist ein
erster kreisrunder Sitzventil-Sitz 46h und am unteren Ende
des Einlaßkanals 43h ein zweiter kreisrunder Sitzventil-Sitz
46h′ ausgebildet. Das obere Ende des Einlaßkanals 43h steht
mit der Versorgungs- bzw. Übertragungskammer 38h in Verbin
dung, an die eine normalerweise geschlossene Zylinderan
schlußöffnung 40h angeschlossen ist. In der in Fig. 11 ge
zeichneten Entregungsstellung sitzt der Anker 33h auf dem
oberen Ventilsitz 46h so auf, daß er die Druckfluidströmung
vom Einlaßkanal 43h in die Übertragungskammer 38h sperrt.
Die normalerweise geschlossene Zylinderanschlußöffnung 40h
ist jedoch über die Auslaßschlitze 68h, die Auslaßöffnung
69h und die Auslaßbohrung 70h zum Auslaßkanal 71h hin offen.
Im oberen und unteren Ventilgehäuseteil 10h und 10h′ ist
eine zweite Übertragungskammer 38h′ ausgebildet, die an ih
rem oberen Ende mit dem unteren Ende des Einlaßkanals 43h in
Verbindung steht. In der Übertragungskammer 38h′ ist ein mit
dem oberen, magnetischen Anker 33h gleich ausgebildeter un
magnetischer Anker 33h′ betriebsmäßig angeordnet und wirkt
als Sitzventilglied und könnte mit anderer als der in Fig.
11 gezeigten Gestalt ausgebildet sein. Die Anwendung des
gleichen Aufbaus auf den unmagnetischen Anker 33h′ bietet
jedoch für die Herstellung des 4-Wege-Ventils gemäß Fig. 11
wirtschaftliche Vorteile.
Gemäß Fig. 11 sind die beiden Anker 33h und 33h′ durch ein
Zugstangenrohr 85 miteinander verbunden, das im Einlaßkanal
43h axial angeordnet ist und dessen oberes Endstück in der
Bohrung 62h der Dichtung 49h verschiebbar ist und in die
Bohrung 48h hineinragt. Auf das obere Ende des Zugstangen
rohres 85 ist eine zweckdienliche Zugstangenrohr-Einstell
mutter 87 aufgeschraubt. Das untere Endstück des Zugstangen
rohrs 85 erstreckt sich nach unten durch die untere Übertra
gungskammer 38h′ und verschieblich durch die Bohrung 62h′ in
der Dichtung 49h′ und in die Bohrung 48h′. Auf das untere
Ende des Zugstangenrohres 85 ist eine Zugstangen-Einstell
mutter 87′ aufgeschraubt. Die Einstellmuttern 87 und 87′
liegen an den zugehörigen Sitzventil-Dichtungen 49h und 49h′
an. Das Zugstangenrohr 85 ist mit einer Vielzahl von über
seinen Umfang verteilten Einlaßöffnungen 86 versehen, der
art, daß einströmendes Druckfluid vom Einlaßkanal 43h nach
oben durch das Zugstangenrohr 85 und nach unten durch das
Zugstangenrohr 85 zum Druckausgleich an die Ausgleichsstop
fen 54h und 54h′ hinleitbar ist.
Fig. 11 zeigt das 4-Wege-Ventil in der Entregungsstellung,
in welcher der Anker 33h auf der Dichtung 49h am Ventilsitz
46h aufsitzt, um die Zufuhr von Druckfluid zur normalerweise
geschlossenen Zylinderanschlußöffnung 40h zu sperren. Der
untere Anker 33h′ nimmt eine Stellung im Abstand vom Ventil
sitz 46h′ ein, damit Druckfluid vom Einlaßkanal 43h nach
unten in die untere Übertragungskammer 38h′ und durch die
normalerweise offene Zylinderanschlußöffnung 90 ausströmen
kann, die in der Seitenwand des unteren Gehäuseteils 10h′
ausgebildet ist.
Gemäß Fig. 11 sitzt das äußere Endstück des unteren Aus
gleichsstopfens 54h′ in einer axialen Bohrung 55h′ in der
unteren Endwand 88 vom unteren Gehäuseteil 10h′. Der Auslaß
kanal 70h′ im Ausgleichsstopfen 54h′ steht mit dem Auslaßka
nal bzw. -bohrung 71h′ in einem Ansatz 89 in Verbindung, der
mit der Außenseite der Endwand 88 vom Gehäuseteil 10h′ ein
stückig bzw. fest verbunden ist.
In der Entregungsstellung des 4-Wege-Ventils gemäß Fig. 11
kann einströmender Fluiddruck von der Einlaßöffnung 42h
durch das Ventil und die normalerweise offene Zylinderan
schlußöffnung 90 ausströmen, wogegen zur gleichen Zeit die
normalerweise geschlossene Zylinderanschlußöffnung 40h über
den oberen Auslaßkanal 71h entleert wird. Bei Erregung wer
den der obere magnetisierte Anker 33h und der untere unmag
netische Anker 33h′ in die in Fig. 12 gezeichneten Stellun
gen aufwärtsbewegt. Im erregten Zustand entsprechend Fig. 12
ist der Fluidstrom durch das Ventil umgekehrt, derart, daß
der Einlaßdruck von der Einlaßöffnung 42h in die obere Über
tragungskammer 38h ein- und durch die normalerweise ge
schlossene Zylinderanschlußöffnung 40h ausströmen kann. Zur
gleichen Zeit kann die normalerweise offene Zylinderan
schlußöffnung 90 nach unten und durch den unteren Auslaß
kanal 71h′ entleert werden.
Das 4-Wege-Ventil gemäß Fig. 11 und 12 ist im entregten
Zustand druckausgeglichen und, aus den gleichen Gründen,
die für die Ventile gemäß Fig. 1 angegeben wurden,
ebenso im erregten Zustand.
In Fig. 13 ist ein anderes elektromagnetisch betätigbares
4-Wege-Ventil mit fünf Anschlüssen und hochdruckseitigem
Ausgleich im entregten Zustand dargestellt, bei dem Bau
teile, die mit jenen des 4-Wege-Ventils gemäß Fig. 11 gleich
sind, mit denselben Bezugszeichen und dem Suffix "i" be
zeichnet sind.
Das Ventil gemäß Fig. 13 hat ein unten offenes Ventilgehäuse
10i, das mit einem Bodenenddeckel 94 verschlossen ist, wel
cher am unteren Gehäuseende mit zweckdienlichen Mitteln,
z.B. Schrauben 95 befestigt ist. Zwischen dem Deckel 94 und
dem unteren Ende des Ventilgehäuses 10i ist eine zweckdien
liche O-Ring-Dichtung 96 betriebsmäßig angeordnet. In die
entsprechend Fig. 13 rechte Seite des Ventilgehäuses 10i ist
eine Einlaßdrucköffnung 42i eingearbeitet, die über einen
Einlaßkanal 84i mit einer axialen Einlaßbohrung oder -kanal
43i in Verbindung steht. Um das obere Ende des Einlaßkanals
43i ist ein erster kreisrunder Sitzventil-Sitz 46i ausgebil
det, am unteren Ende des Einlaßkanals 43i ein Bundkolbensitz
119. Das obere Ende des Einlaßkanals 43i ist mit einer Ver
sorgungs- bzw. Übertragungskammer 38i verbunden, die mit
einer normalerweise geschlossenen Zylinderanschlußöffnung
40i in Verbindung steht. In der Entregungsstellung entspre
chend Fig. 13 sitzt der Anker 33i auf dem oberen Ventilsitz
46i auf, um die Druckfluidströmung vom Einlaßkanal 43i in
die Übertragungskammer 38i zu sperren. Die normalerweise
geschlossene Zylinderanschlußöffnung 40i ist jedoch offen
für die Entleerung durch die Auslaßschlitze 68i, welche das
Fluid durch das Auslaßsystem hindurchleiten, das für den
oberen Ventilabschnitt gemäß Fig. 11 dargestellt und be
schrieben wurde.
Das Ventilgehäuse 10i ist von seinem unteren Ende her nach
oben von einer axialen Bohrung 93 durchsetzt, die in einer
oberen Endwand 99 endet. In der Gehäusebohrung 93 ist eine
kreisrunde Trennwand 97 verschiebbar angeordnet und von der
oberen Endwand 99 durch ein längsgerichtetes, mit ihr ein
stückiges bzw. fest verbundenes Abstandsstück 98 im Abstand
gehalten. Um den Außenumfang der Trennwand 97 ist eine Nut
ausgebildet, in welcher eine zweckdienliche O-Ring-Dichtung
100 betriebsmäßig angeordnet ist. Zum Halten der Trennwand
97 in der in Fig. 13 dargestellten Betriebsstellung ist in
einer in die Wand der Bohrung 93 eingearbeiteten Nut ein
Federring 101 betriebsmäßig angeordnet. Die Trennwand 97
bildet zusammen mit der oberen Endwand 99 der Bohrung 93
eine zweite Übertragungskammer 104, welche über einen
Durchlaß 105 an eine normalerweise offene Zylinderanschluß
öffnung 106 angeschlossen ist. In der Bohrung 93 ist unter
halb der Übertragungskammer 104 eine dritte Übertragungskam
mer 107 ausgebildet und über einen Durchlaß 109 mit einer
Auslaßöffnung 108 verbunden.
Gemäß Fig. 13 ist zum Steuern der Fluidströmung zwischen der
Einlaßöffnung 42i, der normalerweise offenen Zylinderan
schlußöffnung 106 und der Auslaßöffnung 108 im Ventilgehäuse
10i ein 4-Wege-Bundkolben 112 senkrecht verschieblich ange
ordnet. Der Bundkolben 112 weist eine untere quergerichtete
kreisrunde Scheibe 113 auf, die als Kolben wirkt und mit der
an ihrem Außenumfang ein zylindrischer Flansch 114 fest bzw.
einstückig verbunden ist. Der Flansch 114 erstreckt sich
nach unten und sitzt in der Entregungsstellung des Ventils
entsprechend Fig. 13 auf der Innenfläche des Bodendeckels 94
vom Ventilgehäuse 10i auf. Mit der Bundkolben-Scheibe 113
ist fest bzw. einstückig das untere Ende eines axialen,
längsgerichteten zylindrischen Schaftes 115 verbunden, des
sen oberes Ende mit einem ersten Schieberelement 116 fest
bzw. einstückig verbunden ist. Mit der Oberseite des ersten
Schieberelementes 116 ist das untere Ende eines axial aus
gerichteten, in Längsrichtung sich erstreckenden zweiten
zylindrischen Schaftes 117 fest bzw. einstückig verbunden,
dessen oberes Ende mit einem zweiten Schieberelement 118
fest bzw. einstückig verbunden ist. In der entregten Stel
lung des Ventils entsprechend Fig. 13 ist das Schieberele
ment 116 in einer kreisrunden Bohrung oder Ventilsitz 122
verschiebbar, welcher die Trennwand 97 axial durchsetzt. In
einer um den Umfang des ersten Schieberelementes 116 ausge
bildeten Nut ist eine zweckdienliche O-Ring-Dichtung 123
betriebsmäßig angeordnet. In einer im Außenumfang des zwei
ten Schieberelementes 118 ausgebildeten Nut ist eine ähn
liche O-Ring-Dichtung 124 betriebsmäßig angeordnet. In einer
in die Wand der Ventilgehäuse-Bohrung 93 eingearbeiteten Nut
ist eine zweckdienliche O-Ring-Dichtung 125 betriebsmäßig
angeordnet und dichtet als Berührungsdichtung gegen den
Außenumfang des Flansches 114 vom Bundkolben 112 ab.
In der Entregungsstellung des 4-Wege-Ventils gemäß Fig. 13
ist die normalerweise geschlossene Zylinderanschlußöffnung
40i über die Auslaßschlitze 68i entleert und gegen Einlaß
druck von der Einlaßöffnung 42i gesperrt. Zur gleichen Zeit
kann der Einlaßdruck von der Einlaßöffnung 42i nach innen
und durch den Kanal 84i in den axialen Einlaßkanal 43i und
von dort nach unten durch den offenen Ventilsitz 119 in die
zweite Übertragungskammer 104 und durch den Durchlaß 105 aus
der normalerweise offenen Zylinderanschlußöffnung 106 aus
strömen. Die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 108 und
der normalerweise offenen Zylinderanschußöffnung 106 ist
durch das erste Schieberelement 116 unterbrochen, das im
Ventilsitz 122 sitzt.
Bei Umschalten des Ventils gemäß Fig. 13 in die Erregungs
stellung entsprechend Fig. 14 wird die vorstehend beschrie
bene Fluidströmung zwischen den verschiedenen Anschlüssen
folgendermaßen umgekehrt. Die normalerweise geschlossene
Zylinderanschlußöffnung 40i kann nicht durch die Auslaß
schlitze 68i entleeren und ist zur Einlaßöffnung 42i über
die erste oder obere Übertragungskammer 38i, den Einlaßkanal
43i und den Einlaßkanal 84i offen. Der in die Einlaßöffnung
42i einströmende Einlaßdruck strömt durch die Einlaßkanäle
84i und 43i in die Übertragungskammer 38i, aus der er in
einem längsgerichteten Druckkanal 126 im entsprechend Fig.
13 und 14 linken Teil des Ventilgehäuses 10i nach unten
durch einen Kanal 128 im Flansch 114 in die Bohrung 93 unter
den Bundkolben 112 geleitet wird, den er in die in Fig. 14
gezeichnete Stellung hochstellt. Die Aufwärtsbewegung des
Bundkolbens 112 wird durch einen zweiten Federring 127 be
grenzt, der in einer entsprechenden Nut in der Wand der
Bohrung 93 betriebsmäßig angeordnet ist. Durch die Aufwärts
bewegung des Bundkolbens 112 wird das erste Schieberelement
116 aus dem Ventilsitz 122 herausgeschoben, derart, daß
Fluid hindurchströmen kann, und das zweite Schieberelement
118 zum Verschließen des Ventilsitzes 119 nach oben in Ein
griff mit letzterem geschoben. In der in Fig. 14 gezeichne
ten Stellung des Bundkolbens 112 ist die normalerweise offe
ne Zylinderanschlußöffnung 106 über den Durchlaß 105, die
zweite Übertragungskammer 104, den Ventilsitz 122, die drit
te Übertragungskammer 107 und den Durchlaß 109 mit der Aus
laßöffnung 108 verbunden. Der Einlaßdruck wirkt auch auf das
obere Endstück des Schieberelements 118 vom 4-Wege-Bundkol
ben 112, jedoch hat die untere Scheibe 113 eine größere Flä
che, und der Druckflächenunterschied zwischen dem Schieber
element 118 und der Scheibe 113 bewirkt, daß der Einlaßdruck
bei Erregen des Ventils den Bundkolben 112 in die in Fig. 14
gezeichnete obere Stellung hochschiebt.
Bei Entregen des Ventils ist der Kanal 126 gegen den Einlaß
druck gesperrt und wird über die Übertragungskammer 38i und
die Auslaßschlitze 68i entleert. Der Einlaßdruck wirkt gegen
das Schieberelement 118, derart, daß der Bundkolben 112 in
die untere Stellung gemäß Fig. 13 zurückgestellt wird. Aus
denselben Gründen, die für die Ventile gemäß Fig. 1
erläutert wurden, ist der Anker 33i des 4-Wege-Ventils gemäß
Fig. 13 und 14 in der entregten und der erregten Stellung
druckausgeglichen.
Fig. 15 zeigt ein weiteres elektromagnetisch betätigbares
4-Wege-Ventil mit hochdruckseitigem Ausgleich in der Entre
gungsstellung. Dabei sind mit den Bauteilen des Ventils ge
mäß Fig. 13 und 14 gleiche Bauteile mit denselben Bezugszei
chen und dem Suffix "j" bezeichnet.
Gemäß Fig. 15 hat das 4-Wege-Ventil ein Ventilgehäuse 10j,
das am unteren Ende mit einem Bodendeckel 130 verschlossen
ist. Der Bodendeckel 130 ist am unteren Ende des Ventilge
häuses 10j durch zweckdienliche Mittel, z.B. Schrauben 131
lösbar befestigt. Zwischen dem unteren Ende des Ventilgehäu
ses 10j und der Oberseite des Bodendeckels 130 ist ein Paar
zweckdienlicher O-Ring-Dichtungen 132 betriebsmäßig angeord
net. Auf der entsprechend Fig. 15 rechten Seite des Ventil
gehäuses 10j ist eine Einlaßdrucköffnung 42j ausgebildet,
die über einen Einlaßkanal 84j mit einer axialen Einlaßboh
rung bzw. -kanal 43j in Verbindung steht. Um das obere Ende
des Einlaßkanals 43j ist ein kreisrunder Sitzventil-Sitz 46j
ausgebildet. Am oberen Ende steht der Einlaßkanal 43j mit
einer Versorgungs- bzw. Übertragungskammer 38j in Verbin
dung, welche ihrerseits mit einer normalerweise geschlosse
nen Zylinderanschlußöffnung 40j in Verbindung steht. In der
in Fig. 15 gezeichneten entregten Stellung sitzt der Anker
33j auf dem oberen Ventilsitz 46j auf, um den Druckfluid
strom vom Einlaßkanal 43j in die Übertragungskammer 38j zu
blockieren. Die normalerweise geschlossene Zylinderanschluß
öffnung 40j ist jedoch offen für die Entleerung durch die
Auslaßschlitze 68j, welche dann das Fluid durch das Auslaß
system ableiten, das für den oberen Abschnitt des 4-Wege-
Ventils gemäß Fig. 11 dargestellt und beschrieben wurde.
Auf der entsprechend Fig. 15 linken Seite weist das Ventil
gehäuse 10j eine quergerichtete zylindrische Bohrung 133
auf, die sich nach innen erstreckt und an einer inneren
Endwand 134 endet. Das äußere Ende der Bohrung 133 ist von
einem durch zweckdienliche Mittel, z.B. Schrauben 136 in
Stellung gehaltenen Seitenwanddeckel 135 umschlossen. In der
Bohrung 133 ist ein 4-Wege-Bundkolben 112j verschieblich
waagerecht angeordnet und im wesentlichen gleich mit dem
4-Wege-Bundkolben 112 der Ausführungsform gemäß Fig. 13 und
14 ausgelegt. Der einzige Unterschied zu letzterem besteht
darin, daß der Schaft 115 des Bundkolbens 112 beim Bundkol
ben 112j zu einem vergrößerten Schaftabschnitt 137 vergrö
ßert wurde, der mit der quergerichteten kreisrunden Scheibe
113j fest bzw. einstückig verbunden und in einer Bohrung 138
verschiebbar ist, die mit dem inneren Ende der Bohrung 133
verbunden ist. In einer Nut im Ventilgehäuse ist um die Boh
rung 138 eine zweckdienliche O-Ring-Dichtung 139 betriebsmä
ßig angeordnet und dichtet als verschiebbare Berührungsdich
tung gegen den Außenumfang des Schaftabschnitts 137 ab.
Der Bundkolben 112j umfaßt ein erstes Schieberelement 116j,
das in einer Querbohrung 140 verschiebbar ist, die an einem
Ende mit der Bohrung 138 und entlang ihrem inneren Ende mit
dem unteren Ende des Einlaßkanals 43j verbunden ist. Die
Querbohrung 140 ist an ihrer Unterseite mit dem oberen Ende
eines Längskanals 141 verbunden, dessen unteres Ende an ei
nen quergerichteten Durchlaß 142 angeschlossen ist, welcher
mit der normalerweise offenen Zylinderanschlußöffnung 106j
im Bodendeckel 130 verbunden ist. An ihrem äußeren Ende ist
die Querbohrung 140 an das obere Ende eines längsgerichteten
Durchlasses 143 angeschlossen, der mit der Auslaßöffnung
108j verbunden ist. Die senkrechten Durchlässe 141 und 143
sind durch eine längsgerichtete Trennwand 144 getrennt. Der
Abschnitt, mit dem die Querbohrung 140 die Trennwand 144
durchsetzt, bildet einen Ventilsitz 145 für das zweite
Schieberelement 118j.
In der in Fig. 15 gezeichneten entregten Stellung des 4-
Wege-Ventils ist die normalerweise geschlossene Zylinderan
schlußöffnung 40j über die Auslaßschlitze 68j an den Auslaß
angeschlossen und gegen den Einlaßdruck von der Einlaßöff
nung 42j gesperrt. Zur gleichen Zeit kann der Einlaßdruck
von der Einlaßöffnung 42j nach innen und durch den Einlaß
kanal 84j, den axialen Einlaßkanal 43j und weiter nach unten
durch das innere Ende der Querbohrung 140 und weiter durch
die Durchlässe 141 und 142 gelangen und durch die normaler
weise offene Zylinderanschlußöffnung 106j ausströmen. Die
Verbindung der Auslaßöffnung 108j mit der normalerweise
offenen Zylinderanschlußöffnung 106j ist durch das zweite
Schieberelement 118j unterbrochen, das im kreisrunden Ven
tilsitz 145 sitzt.
Beim Umschalten des 4-Wege-Ventils gemäß Fig. 15 in die Er
regungsstellung entsprechend Fig. 16 wird die vorstehend be
schriebene Fluidströmung zwischen den verschiedenen An
schlüssen folgendermaßen umgekehrt. Die normalerweise ge
schlossene Zylinderanschlußöffnung 40j kann nicht durch die
Auslaßschlitze 68kj entleeren und ist über die Übertragungs
kammer 38j, den axialen Einlaßkanal 43j und den Einlaßkanal
84j zur Einlaßöffnung 42j hin offen. Der in die Einlaßöff
nung 42j einströmende Einlaßdruck gelangt in den Einlaßkanal
84j, den axialen Einlaßkanal 43j und von dort in die Über
tragungskammer 38j, wo er auch dem längsgerichteten Druck
kanal 126j auf der entsprechend Fig. 15 und 16 linken Seite
des Ventilgehäuses 10j zugeleitet wird. Der Einlaßdruck wird
nach unten und durch einen Durchlaß 128j im Flansch 114j in
die quergerichtete Bohrung 133 und gegen den Bundkolben 112j
übertragen und verschiebt den Bundkolben 112j in Querrich
tung oder waagerecht in die in Fig. 16 gezeichnete Stellung.
Die Seitwärtsbewegung entsprechend Fig. 16 nach rechts wird
durch das Anstoßen des inneren Endes vom Schaftabschnitt 137
des Bundkolbens 112j an die innere Endwand 134 der Bohrung
133 begrenzt. Durch die waagerechte Seitwärtsbewegung des
Bundkolbens 112j wird das erste Schieberelement 116j in das
innere Endstück der Querbohrung 140 eingeschoben und das
zweite Schieberelement 118j aus dem Ventilsitz 145 herausge
schoben. In der in Fig. 16 gezeichneten Stellung des Bund
kolbens 112j ist die normalerweise offene Zylinderanschluß
öffnung 106j über die Durchlässe 142, 141, die Bohrung des
Ventilsitzes 145 und den Durchlaß 143 mit der Auslaßöffnung
108j verbunden. Die normalerweise geschlossene Zylinderan
schlußöffnung 40j ist geschlossen, so daß sie durch die
Auslaßschlitze 68j entleert, ist jedoch über die Übertra
gungskammer 38j und die Einlaßkanäle 43j und 84j zur Einlaß
öffnung 42j hin offen.
Aus denselben Gründen, die zuvor für die Ausführungsformen
gemäß Fig. 1 erläutert wurden, ist der Anker 33j des
4-Wege-Ventils gemäß Fig. 15 und 16 in der entregten und der
erregten Stellung druckausgeglichen. Bei Entregung des Elek
tromagneten 11j bewegt sich der Anker 33j nach unten in die
in Fig. 15 gezeichnete Stellung, in welcher er erneut den
Einlaßdruckstrom von der Einlaßöffnung 42j und durch die
Einlaßkanäle 84j und 43j und in die Übertragungskammer 38j
blockiert, und der Einlaßdruck wird im Einlaßkanal 43j nach
unten abgelenkt und wirkt auf das innere oder rechte Ende
des Schaftabschnitts 137, derart, daß der Bundkolben 112j
nach links in die entregte Stellung entsprechend Fig. 15
zurückgestellt wird.
Claims (4)
1. Druckausgeglichenes elektromagnetisch betätigbares Ventil
mit
- a) einem Ventilgehäuse (10c), das eine erste Übertragungskammer (38c) aufweist, die in einem Ende des Ventilgehäuses (10c) ausgebildet ist und sich von dort in Längsrichtung nach innen erstreckt, und einem axialen Loch (43c), das darin ausgebildet ist, mit der ersten Übertragungskammer (38c) verbunden ist und sich im Ventilgehäuse (10c) nach innen erstreckt;
- b) einem Elektromagneten (11c), der an dem genannten Ende des Ventilgehäuses (10c) angeordnet ist und ein Ankerführungsrohr (12c) aufweist, das an seinem oberen Ende von einem Elektromagnet-Polstück (21c) umfangen und an seinem unteren Ende offen ist, und einen Anker (33c) mit einem oberen Endstück und einem unteren Endstück umfaßt, der im Ankerführungsrohr (12c) axial zwischen einer druckausgeglichenen entregten und einer druckausgeglichenen erregten Stellung bewegbar ist und dabei so angeordnet ist, daß sein unteres Endstück aus dem offenen unteren Ende des Ankerführungsrohres (12c) hervortritt und in die erste Übertragungskammer (38c) im Ventilgehäuse hineinragt;
- c) einen Sitzventil (46c), wobei das genannte axiale Loch (43c) im Ventilgehäuse (10c) über das Sitzventil (46c) mit der ersten Übertragungskammer (38c) kommuniziert;
- d) einer im unteren Endstück des Ankers (33c) angeordneten Sitzventil-Dichtung (49c);
- e) einer Rückstellfeder (53c), welche bei entregtem Elektromagneten (11c) den Anker (33c) in die Richtung vorzuspannen vermag, in der er aus dem offenen Ende des Ankerführungsrohres (12c) hervortritt, derart, daß die Sitzventil- Dichtung (49c) auf dem unteren Ankerendstück an das Sitzventil (46c) um das axiale Loch (43c) anlegbar ist;
- f) einer Druckfluid-Einlaßöffnung (42c), die im Ventilgehäuse (10c) ausgebildet ist und mit dem axialen Loch (43c) in Verbindung steht;
- g) einer im Ventilgehäuse (10c) ausgebildeten ersten Übertragungsöffnung (40c), welche mit der ersten Übertragungskammer (38c) in Verbindung steht und bei erregtem Anker (33c) mit der Druckfluid-Einlaßöffnung (42c) verbunden und bei entregtem Anker (33c) von ihr getrennt ist;
- h) einem im oberen Endstück des Ankers (33c) ausgebildeten axialen Ausgleichsloch (56c), das an seinem oberen Ende zum Ankerführungsrohr (12c) hin offen und mit gleicher Querschnittsfläche wie das axiale Loch (43c) im Ventilgehäuse (10c) ausgebildet ist,
- i) einem abgedichteten Ausgleichsstopfen (54c), der im axialen Ausgleichsloch (56c) des Ankers (33c) angeordnet ist;
- j) einer Fluidleitung (62c) durch den Anker (33c) und die Sitzventil-Dichtung (49c) zur Verbindung des axialen Loches (43c) im Ventilgehäuse (10c) mit dem axialen Ausgleichsloch (56c) im Anker (33c), um Druckfluid aus der Druckfluid-Einlaßöffnung (42c) in das axiale Ausgleichsloch (56c) im oberen Endstück des Ankers (33c) und zum Ausgleich an den Ausgleichsstopfen (54c) heranzuführen, um den Anker (33c), wenn er eine entregte Stellung einnimmt, druckauszugleichen; wobei
- k) das Ankerführungsrohr (12c) mit longitudinalen Auslaßschlitzen (68) versehen ist, deren untere Enden mit der ersten Übertragungskammer (38c) in Verbindung stehen und deren oberen Enden mit dem Innenraum des oberen, geschlossenen Endabschnittes des Ankerführungsrohres (12c) in Verbindung stehen,
- dadurch gekennzeichnet, daß
- l) der Ausgleichsstopfen (54c) mit einer quergerichteten ersten Auslaßöffnung (69) versehen ist, die ein Paar Enden hat, welche in der entregten Stellung des Ankers (33c) mit dem oberen inneren Ende des Ankerführungsrohres (12c) in Verbindung stehen; und
- m) daß eine Auslaßleitung (70, 71) im äußeren Endstück des Ausgleichsstopfens (54c) und des Elektromagnet-Polstückes (21c) ausgebildet ist, welche die quergerichtete Auslaßöffnung (69) im Ausgleichsstopfen (54c) mit der Ventilaußenseite verbindet, derart, daß in der entregten Stellung des Ankers (33c) die erste Übertragungskammer (38c) über die Auslaßleitung (70, 71) im Elektromagnet-Polstück (21c) und durch die Verbindung über die longitudinalen Auslaßschlitze (68) im Ankerführungsrohr (12c) und die quergerichtete Auslaßöffnung (69) im Ausgleichsstopfen (54c) zur Ventilaußenseite hin offen ist, und im erregten Zustand der Anker (33c) in eine Stellung bewegt wird, in welcher die Enden der quergerichteten ersten Auslaßöffnung (69) im Ausgleichsstopfen (54c) umschlossen sind, derart, daß die quergerichtete Auslaßöffnung (69) blockiert und die Verbindung zwischen der Druckfluid-Einlaßöffnung (42c) und der Übertragungsöffnung (40c) geöffnet wird, und daß zum Abdichten der Enden der ersten quergerichteten Auslaßöffnung (69) zwischen dem Anker (33c) und dem Ausgleichsstopfen (54c) eine Dichtung (57c, 73) angeordnet ist.
- 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Dichtung (57c, 73) zwischen dem Anker (33c) und dem Ausgleichsstopfen (54c) eine zylindrische Schiebedichtung (73) aufweist, die vom oberen Ende des Ankers (33c) an einer Stelle getragen ist, in der sie das axiale Ausgleichsloch (56c) umgibt.
- 3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Dichtung (57c, 73) ein Paar von in Längsrichtung unter Abstand angeordneten O-Ring-Dichtungen (57d, 76) aufweist, welche über den offenen Enden der quergerichteten Auslaßöffnung (69) gleiten und in der Schließstellung der Öffnung beiderseits der Öffnungsenden angeordnet sind.
- 4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (53c), welche den Anker (33c) normalerweise so vorzuspannen vermag, daß die Sitzventil-Dichtung (49c) am Sitz des Sitzventils (46c) anliegt, eine in der Fluidleitung (62c) im Anker (33c) angeordnete Feder (53e) aufweist, die mit einem Ende am Ausgleichsstopfen (54c) und mit dem anderen Ende an der Sitzventil-Dichtung (49c) im Anker (33c) anliegt.
- 5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Anker (33c) und dem abgedichteten Ausgleichsstopfen (54c) angeordnete Dichtung (57c, 73) einen ersten O-Ring (78) aufweist, der am oberen Ende des Ankers (33c) das axiale Ausgleichsloch (56c) umgebend angeordnet ist, und einen zweiten O-Ring (57f), der um den abgedichteten Ausgleichsstopfen (54c) im Längsabstand von dem ersten O-Ring (78) am Anker (33c) angeordnet ist.
- 6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die zwischen dem Anker (33c) und dem abgedichteten Ausgleichsstopfen (54c) angeordnete Dichtung (57c, 73) eine Mehrzahl von O-Ringen (57g, 78g) aufweist, die vom abgedichteten Ausgleichsstopfen (54c) getragen sind; und
- - der abgedichtete Ausgleichsstopfen (54c) mit einem quergerichteten Durchlaß (79) versehen ist, der in der entregten Stellung des Ankers (33c) die Auslaßöffnung (71) mit dem Innenraum des Ankerführungsrohres (12c) verbindet.
7. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der abgedichtete Ausgleichsstopfen (54c) ein inneres Ende
aufweist sowie ein äußeres Ende, welches sich aus dem genannten
axialen Ausgleichsloch (56c) im Anker (33c) herauserstreckt, um
in festem Sitz in ein Loch (55c) im Elektromagnet-Polstück
(21c) einzugreifen.
8. Ventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der abgedichtete Ausgleichsstopfen (54c) beweglich im axialen
Ausgleichsloch (56c) im Anker (33c) angeordnet ist und ein
äußeres Ende aufweist, welche sich aus dem genannten axialen
Ausgleichsloch (56c) herauserstreckt und an dem Elektromagnet-
Polstück (21c) anliegt, sowie ein inneres Ende, das einen
vergrößerten Umfang (65) aufweist, an dem sich ein Ende der
Feder (53e) abstützt.
9. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) im anderen Ende des Ventilgehäuses (10c) eine zweite Übertragungskammer (38h′) ausgebildet ist, die mit dem axialen Loch (43c) im Ventilgehäuse (10c) in Verbindung steht,
- b) im Ventilgehäuse (10c) eine zweite Übertragungsöffnung (90) ausgebildet ist, die mit der zweiten Übertragungskammer (38h′) in Verbindung steht,
- c) an dem Ende des axialen Lochs (43c) im Ventilgehäuse (10c), welches mit der zweiten Übertragungskammer (38h′) in Verbindung steht, ein Sitzventil-Sitz (46h′) ausgebildet ist,
- d) eine zweite Auslaßöffnung (71h′) im Ventilgehäuse (10c) ausgebildet und mit der zweiten Übertragungskammer (38h′) verbunden ist sowie über Auslaßleitungen (70, 71) im Ventilgehäuse (10c) mit dem Äußeren des Ventils in Verbindung steht;
- e) in der zweiten Übertragungskammer (38h′) ein Ventilglied (33h′) beweglich angeordnet ist, das an einem Ende eine zweite Sitzventil-Dichtung (49h′) zum wahlweisen Anlegen an den Ventilsitz (46h′) trägt und ein Auslaßventilverschlußglied (57h′, 78h′) aufweist, welches zum wahlweisen Verschließen der zweiten Auslaßöffnung (71h′) an diese anlegbar ist, und
- f) daß der Anker (33c) mit dem Ventilglied (33h′) in der zweiten Übertragungskammer (38h′) durch eine Kupplung (85) verbunden ist, die in der entregten Stellung des Ankers (33c) das Ventilglied (33h′) in einer Ausgangsstellung zu halten vermag, in welcher die zweite Sitzventil-Dichtung (49h′) vom Sitzventil-Sitz (46h′) abgehoben ist und das Auslaßventilverschlußglied (57h′, 78h′) eine Schließstellung an der zweiten Auslaßöffnung (71h′) einnimmt, derart, daß Druckfluid von der Druckfluid-Einlaßöffnung (42c) durch das axiale Loch (43c) im Ventilgehäuse (10c) in die zweite Übertragungskammer (38h′) und von dort durch die zweite Übertragungsöffnung (90) aus dem Ventilgehäuse (10c) ausströmen kann, und bei Erregen des Ankers (33c) das Ventilglied (33h′) in eine zweite Stellung zu bewegen vermag, derart, daß die Sitzventil-Dichtung (49c) an den Sitzventil-Sitz (46h′) anlegbar ist und das Auslaßventilverschlußglied (57h′, 73h′) eine Offenstellung einnimmt, derart, daß Fluid durch die zweite Auslaßöffnung (71h′) strömen kann, der Zustrom von Druckfluid in die zweite Übertragungskammer (38h′) gesperrt ist und die zweite Übertragungsöffnung (90) über die zweite Übertragungskammer (38h′) mit der zweiten Auslaßöffnung (71h′) verbunden ist.
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