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Die
Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches
1.
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Ein
derartiges Mehrwegeventil ist beispielsweise in der
EP 13 08 658 A2 beschrieben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes und
kompakt bauendes Mehrwegeventil mit einfacher Bedienungsmöglichkeit
und sicher abdichtenden Ventilkörpern
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
kennzeichnende Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst. Infolge
dieser Maßnahme
können
verschiedene Schaltkombinationen der Ventilkörper über das Zentralbetätigungselement
je nach erforderlichem Einsatz realisiert werden. Durch die Veränderung bzw.
des Winkels des Betätigungsnockens
zueinander ist es möglich,
eine beliebige Kombination zweier Abgänge, d.h. die Betätigung zweiter
Ventile realisieren zu können.
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Weiter
ist vorgesehen, dass die den Anschlussleitungen zugeordneten Ventilkörper auf
der dem Innenraum des Mehrwegeventils abgewandten Seite der Einmündungen
angeordnet sind. Hierdurch sind die den Anschlussleitungen zugeordneten
Ventilkörper
derart angeordnet, dass sie im Betrieb mit Unterdruck beaufschlagt
werden und so gegen den Ventilsitz gesaugt werden. Hierdurch ist
eine sichere Abdichtung der Anschlussleitungen während des Betriebes der Feldspritze,
wenn der Innenraum des Mehrwegeventils mit Unterdruck durch die
Saugleitung beaufschlagt wird, durch die Ventilkörper sichergestellt.
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Um
die Einmündungen
der Anschlussleitungen durch die Ventilkörper sicher abdichten zu können, ist
vorgesehen, dass den Einmündungen
der Anschlussleitungen auf ihrer dem Innenraum des Mehrwegeventils
abgewandten Seite des Gehäuses ein
mit dem jeweiligen Ventilkörper
zusammenwirkender Ventilsitz angeordnet ist.
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Um
auch eine als Ablassleitung ausgebildete Anschlussleitung sicher
abdichten zu können,
ist vorgesehen, dass in dem Mehrwegeventil eine als Ablassleitung
nutzbare Öffnung
angeordnet ist, dass dieser Ablassleitung ebenfalls ein Ventilkörper entsprechend
den Anschlussleitungen angeordnet ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung
eines Mehrwegeventils, insbesondere beim Einsatz bei einer landwirtschaftlichen
Feldspritze lässt
sich dadurch erreichen, dass zumindest eine Anschlussleitung als
Ablassleitung und die übrigen
Anschlussleitungen als Zuleitungen ausgebildet und/oder dient.
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Eine
vorteilhafte Anordnung der Zuleitungen wird dadurch erreicht, dass
die Zuleitungen zumindest annähernd
sternförmig
in das Gehäuse
einmündend
angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Anschlussleitungen
optimal in das Gehäuse
einmünden,
sämtliche
Zuleitungen sind so in optimaler Weise zu dem zentralen Betätigungselement
angeordnet. Die Anschlussleitungen können somit gleichmäßig verteilt
um das Betätigungselement
einmündend
angeordnet sein. Die den Einmündungen
der Anschlussleitungen zugeordneten Ventilkörper sind ebenfalls in optimaler
und gleichmäßig verteilter
Weise in Bezug auf das Betätigungselement
angeordnet. Hierbei sind die Anschlussleitungen in einer bevorzugten
Ausführungsform
zumindest annähernd
auf einer Ebene in das Gehäuse
einmündend
angeordnet. Eine besonders kompakte Bauweise des Mehrwegeventils
wird dadurch erreicht, dass die Saugleitung auf einer zu der Ebene
der einmündenden
Anschlussleitungen im Winkel liegenden Ebene in das Gehäuse einmündend angeordnet
ist. Dadurch, dass die Saugleitung in einer anderen Ebene als die
Anschlussleitungen angeordnet ist, ergibt sich ein Mehrwegventil
mit einer äußerst kompakten
Abmessung.
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Eine
einfache Betätigung
der einzelnen Ventilkörper
lässt sich
dadurch erreichen, dass Zentralbetätigungselement zumindest einen
exzentrisch zur Drehachse des Betätigungselementes angeordneten Betätigungsnocken
aufweist.
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Um
gleichzeitig mit dem Zentralbetätigungselement
zwei Ventilkörper
betätigen
zu können,
ist vorgesehen, dass das Betätigungselement
zumindest zwei hintereinander und versetzt zueinander angeordnete
Betätigungsnocken
aufweist.
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Um
mittels des Betätigungsnockens
des Zentralbetätigungselementes
die Ventilkörper
einerseits mit einer geringen Kraft in Öffnungsstellung bringen zu
können,
auch wenn während
des Betriebes ein Unterdruck auf die Ventilkörper einwirkt, also mit einer
geringen Kraft öffnen
zu können
und andererseits über
einen geringen Verstellweg die Ventilkörper in ihre größte Öffnungsstellung
mittels des Betätigungsnockens
des Zentralbetätigungselementes bringen
zu können,
ist vorgesehen, dass der Betätigungsnocken
in seinem Schaltbereich zur Betätigung des
jeweiligen Ventilkörpers
zumindest zwei unterschiedliche Steigungsbereiche aufweist und zwar
zunächst
zum Öffnen
der Zugangsleitung eine relativ geringe Steigung und in seinem anschließenden Bereich
eine wesentlich größere Steigung.
Hierdurch wird erreicht, dass mit einer zunächst geringen Steigung der
Exzenterkurve des Betätigungsnockens den
mit einem bis zu 0,8 bar Vakuum belasteten und einer Feder vorgespannten
Ventilkörper
mit einer geringen Kraft von seinem Ventilsitz abheben zu können, damit
die Leitungsöffnung
der jeweiligen Zuleitung geöffnet
werden kann. Nach dem Öffnen
fällt das
Vakuum ab und die erforderliche Kraft zum weiteren Bewegen des Ventils
sinkt, so dass die Kurve des Betätigungsnockens
anschließend
steiler sein kann, um so mit einem geringeren Verdrehwinkel des Nockens
eine schnelle Öffnung
des Ventils zu erreichen.
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Um
sicherzustellen, dass die Ventilkörper sicher in ihre Schließstellungen
gelangen und die Schließkörper in
gewünschter
weise in ihrer Schließstellung
verharren, ist vorgesehen, dass den Ventilkörpern, jeweils eine Feder derart
zugeordnet ist, dass die Feder den Ventilkörper bezogen auf die Öffnung der
Zugangsleitung, in seine Schließstellung drückt.
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Um
die Ventilkörper
sicher in dem Ventilgehäuse
führen
zu können,
ist vorgesehen, dass der Ventilkörper
einen Ventilteller aufweist, dass beidseitig des Ventiltellers und
senkrecht zu diesem Führungsstifte,
die gleitend in Führungen
des Gehäuses gelagert
sind, angeordnet sind. Um verschiedene Kombinationsmöglichkeiten
mit nur einem Ventilteller realisieren zu können, der mit dem einen oder
anderen Nocken je nach seiner Anordnung im Ventilgehäuse betätigt wird,
ist vorgesehen, dass der dem Betätigungselement
zugewandte Führungsstift
außermittig
des Ventiltellers angeordnet ist. Entsprechend dieser Ausgestaltung
des Ventiltellers mit der entsprechenden Anordnung des Führungsstiftes
ist vorgesehen, dass die Gleitlager für die Aufnahme der Führungsstifte
der Ventilteller außermittig
der Zulauföffnung
der Zuleitung angeordnet sind.
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Um
eine Verdrehung des Ventilkörpers
gegenüber
der von ihm zu verschießenden
Eingangsöffnung
der Zuleitung bei mittig angeordnetem Führungsstift gegenüber dem
Ventilkörper
zu vermeiden, ist vorgesehen, dass zumindest einer der Führungsstifte
und die zugeordneten Gleitlager unrund, vorzugsweise rechteckig
oder quadratisch ausgebildet sind.
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Eine
andere Ausgestaltung der Betätigungsnocken
sowie der den Ventiltellern zugeordneten Führungsstiften lässt sich
dadurch erreichen, dass Ventilteller mit geschlitztem Führungsstift
auf der dem Betätigungsnocken
zugewandten Seite und Ventilteller mit einem Führungsstift mit gleich bleibendem
Endstück
auf der dem Betätigungsnocken
zugewandten Seite vorhanden sind, dass ein mittlerer Nocken und
zwei die seitlich des mittleren Nockens angeordnete vorhanden sind,
dass der mittlere und die seitlichen Nocken zueinander versetzt
angeordnet sind.
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Ein
derartiges Mehrwegeventil wird in vorteilhafter Weise bei einer
landwirtschaftlichen Feldspritze eingesetzt. Mithilfe eines derartigen
Mehrwegeventils wird die Einstellung der Feldspritze für die jeweilige
Betriebsart erheblich vereinfacht, weil mehrere Ventile üblicher
Bauart in das erfindungsgemäße Mehrwegeventil
vereinigt sind, somit werden Fehleinstellungen aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Ventils ausgeschlossen.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen, der
Beispielsbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Hierbei zeigen
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1 den
Anschlussplan der verschiedenen Leitungen einer Feldspritze in schematischer
Darstellungsweise,
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2 das
Mehrwegeventil in Seitenansicht,
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3 das
Dreiwegeventil in Vorderansicht,
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4 das
Dreiwegeventil im Schnitt IV-IV,
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5 das
Mehrwegeventil in der Ansicht V-V,
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6 das
Gehäuse
des Mehrwegeventils in Vorderansicht,
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7 das
Gehäuse
des Mehrwegeventils in der Ansicht VII-VII,
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8 das
Gehäuse
des Mehrwegeventils in der Ansicht VIII-VIII,
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9 das
Mehrwegeventils in der Ansicht IX-IX,
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10 den
Betätigungsnocken
des Mehrwegeventils in perspektivischer Darstellung,
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11 die
Betätigungsnocken
in Seitenansicht,
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12 die
Betätigungsnocken
in der Draufsicht,
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13 die
Betätigungsnocken
in Seitenansicht,
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14 die
Betätigungsnocken
in der Ansicht XIV-XIV,
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15 den
Ventilkörper
in der Ansicht von unten,
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16 den
Ventilkörper
in der Seitenansicht,
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17 den
Ventilkörper
in dem Schnitt XVII-XVII,
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18 einen
anders ausgestalteten Betätigungsnocken
in perspektivischer Darstellung,
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19 einen
anderes ausgestalteten Ventilteller durch die Betätigung des
Nockens gemäß 18 in
der Vorderansicht und
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20 einen
weiteren Ventilteller für
die Betätigung
durch die Betätigungsnocken
gemäß 18.
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Die
landwirtschaftliche Feldspritze weist einen Flüssigkeitstank 1, eine
Pumpe 2, ein Druckregelventil 3, eine Dosierarmatur 4,
die Rücklaufleitungen 5,
die Rührleitung 6,
sowie die Spritzleitungen 7 auf. An dem Boden des Flüssigkeitstanks 1 ist
die Anschlussleitung 8 angeschlossen. Diese Anschlussleitung 8 mündet in
das Mehrwegeventil 9 ein. An das die Saugleitung 10 der
Pumpe 2 auf der Rückseite
des Gehäuses 11 des
Mehrwegeventils 9 einmündend
angeschlossen. In der Saugleitung 10 ist der Filter 12 angeordnet.
Von der Pumpe 2 führt die
Druckleitung 13 zu dem Druckregelventil 3 und der
Dosierarmatur 4. Die Pumpe 2 wird in bekannter und
daher nicht näher
dargestellter Weise von einer Kraftquelle, beispielsweise einer
Zapfwelle eines Schleppers oder einer Hydraulikpumpe angetrieben. Neben
der als vom Tank 1 kommenden und als Zuleitung 8 ausgebildeten
Anschlussleitung münden
die vom Frischwasserbehälter 14 kommende
und als Anschlussleitung ausgebildete Zuleitung 15, die
die Befüllleitung
bildende und als Anschlussleitung ausgebildete Zuleitung 16 sowie
die als Ablassleitung 17 ausgebildete Anschlussleitung
in das Gehäuse 11 des
Mehrwegeventils 9 ein. Neben der als vom Tank 1 kommenden
und der Zuleitung 8 ausgebildeten Anschlussleitung münden in
die vom Frischwasserbehälter 14 kommende
und als Anschlussleitung ausgebildete Zuleitung 15, die
die Befüllleitung
bildende und als Anschlussleitung ausgebildete Zuleitung 16, sowie
die als Ablassleitung 17 ausgebildete Anschlussleitung
in das Gehäuse 11 des
Mehrwegeventils 9 ein. An den Anschluss der Ablassleitung 17 kann
auch, falls erforderlich, eine weitere Leitung des Feldspritzensystems,
die als Zuleitung ausgebildet ist, angeschlossen sein oder angeschlossen
werden.
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Das
Mehrwegeventil 9 weist ein von einem Handhebel 18 zu
betätigendes
zentrales Betätigungselement 19 auf,
mittels welchem die den Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 zugeordneten
und im Folgenden noch näher
beschriebenen Ventilkörper 20 zu
betätigen
sind auf. Über
das Betätigungselement 19 können die
den jeweiligen Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 zugeordneten
Ventilkörper 20 betätigt werden,
um über
den Innenraum 21 des Gehäuses 11 des Mehrwegeventils 9 einzelnen
Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 mit
der Saugleitung 10 oder einzelne Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 untereinander
miteinander zu verbinden, so dass Flüssigkeit aus der jeweils über der
von dem Ventilkörper 20 freigegebenen
Anschlussleitung 8, 13, 15 der Saugleitung 10 oder
der Ablassleitung 17 fließen kann. Somit saugt die Pumpe 2 über die
Saugleitung 10 und den Filter 12 entweder die
Spritzflüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter 1 über die
Leitung 8 oder zum Befüllen des
Flüssigkeitstanks 1 Wasser über den
als Saugschlauch ausgebildeten Zuleitung 16 oder um den Tank 1 und
die Leitungen 7 zu spülen, über die
Leitung 15 Wasser aus dem Frischwassertank 14 an.
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Im
Folgenden soll der Aufbau des Mehrwegeventils 9 erläutert werden:
Das
Mehrwegeventil entsprechend den 2 bis 17 weist
das Gehäuse 11 auf.
In das Gehäuse 11 ist
die Schaltwelle 22 des zentralen Betätigungselementes 19 mittels
einer zweiseitigen Lagerung 23 drehbar gelagert. Auf der
einen Seite ist die Schaltwelle 22 aus dem Gehäuse 11 herausgeführt. An dem
herausgeführten
Ende 24 ist der Handhebel 18 drehfest angeordnet.
Auf der Seite, auf der die Welle 22 aus dem Gehäuse 11 herausgeführt ist,
bildet ein abnehmbarer Deckel 24, welcher abdichtet und
in eine Gehäuseöffnung des
Gehäuses 11 eingesetzt ist,
ein Gehäuseteil.
Auf der Schaltwelle 22 des zentralen Betätigungselementes 19 sind
im Ausführungsbeispiel
zwei versetzt zueinander angeordnete Betätigungsnocken 25, 26 zum
Betätigen
der in das Gehäuse 11 eingesetzten
und den Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 zugeordneten
Ventilskörpern 20.
In den Einmündungsbereichen 27 des
Gehäuses 11,
in welchen die Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 einmünden sind
auf der dem Innenraum 21 des Mehrwegeventils 9 abgewandten
Seite des Gehäuses 11 jeweils
mit dem jeweiligen Ventilkörper 20 zusammenwirkende
Ventilsitze 28 angeordnet. Die den Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 zugeordneten
Ventilkörper 20 sind
auf der dem Innenraum 21 des Mehrwegeventils 9 abgewandten
Seite der Einmündungen 27 angeordnet,
wie beispielsweise 4 und 5 zeigen.
Die Ventilkörper 20 weisen
einen Ventilteller 29 auf. Weiterhin sind beidseitig des
Ventiltellers 29 und senkrecht zu diesem Führungsstifte 30, 31 angeordnet.
Diese Führungsstifte 30, 31 sind
in Führungen 32, 33 des
Gehäuses 9,
die im Bereich der Einmündungen 27 der
Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 angeordnet
sind, gleitend gelagert. Der den Betätigungsnocken 25, 26 des
Betätigungselement 19 zugewandte
Führungsstift 30 ist
außermittig
des Ventiltellers 29 angeordnet, wie die 15 und 16 zeigen.
Ebenfalls sind die Gleitlager 32 für die Aufnahme der Führungsstifte 30 der
Ventilteller 29 auf der dem Innenraum 21 des Gehäuses 11 des Mehrwegeventils 9 bzw.
den Betätigungsnocken 25, 26 des
zentralen Betätigungselementes 19 zugeordnet
sind, außermittig
der Einmündungen 27 der
Zuleitung bzw. der Anschlussleitung 8, 13, 15, 17 angeordnet.
Damit die Ventilteller 29 mit ihren Führungsstiften 30, 31 sich
nicht verdrehen können,
ist der dem Betätigungsnocken 25, 26 zugewandte
Führungsstift 30 und
das zugeordnete Gleitlager 32 rechteckig ausgebildet. Die
Führungsstifte 30 sind
jeweils einem Betätigungsnocken 25, 26 zugeordnet, um
so entsprechende Kombinationsmöglichkeiten zum
gemeinsamen und getrennten Betätigen
der den einzelnen Leitungen 8, 13, 15, 17 zugeordneten
Ventilkörper 20 realisieren
zu können.
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Die
Zuleitungen 8, 13, 15 und die Ablassleitungen 17 sind,
wie die 3 und 5 zeigen, sternförmig in
das Gehäuse 9 einmündend angeordnet.
Die als Zuleitungen 8, 13, 15 und Ablassleitung 17 ausgebildeten
Anschlussleitungen sind auf einer Ebene in das Gehäuse 11 einmündend angeordnet, während die
Saugleitung 10 auf einer zu der Ebene der einmündenden
Anschlussleitung 8, 13, 15, 17 im Winkel
liegenden Ebene in das Gehäuse 11 einmündend angeordnet
ist, wie 2 und 4 zeigen. Somit
mündet
die Saugleitung 10 außerhalb
der Ebene, auf der die Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 in das
Gehäuse 11 in
das Gehäuse
ein. Die Betätigungsnocken 25, 26 können in
unterschiedlichen Stellungen auf der Schaltwelle zueinander angeordnet
werden.
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Der
jeweilige Betätigungsnocken 25, 26 weist
in seinem Schaltbereich zur Betätigung
des jeweiligen Ventilkörpers 20 zwei
unterschiedliche Steigungsbereiche 34, 35 auf.
Zunächst
weist der Betätigungsnocken 25, 26 zum Öffnen der
Zugangsleitungen 8, 13, 15, 17 zum
Betätigen
des Ventilskörpers 20 in
Steigungsbereich 34 eine relativ geringe Steigung und in
seinem anschließenden
Bereich 35 eine wesentlich größere Steigung auf. Zunächst wird durch
diese Ausbildung der Steigung des Betätigungsnockens in seinem Schaltbereich 34 mit
einem größeren Weg
nur ein geringerer Betätigungsweg des
Ventilkörpers 20 erreicht.
Somit kann mittels einer kleinen Kraft über den Führungsstift 30 der
Betätigungsnocken 25, 26 den
Ventilteller 29 des Ventilkörpers 20 von seinen
Sitz 28 abheben, so dass Flüssigkeit aus der Zuleitung 8, 13, 15 in
den Innenraum 21 zur Saugleitung 10 strömen kann.
Anschließend wird
durch den Bereich 35 mit der größeren Steigung erreicht, dass
mittels eines kleineren Verdrehwegs des Betätigungsnockens 25, 26 der
Ventilskörper 20 entsprechend
schnell in seine Öffnungsstellung
angehoben wird. Es braucht dann nur noch die Kraft der der Ventilkörpern 20 zugeordnete
Federn 36 überwunden
werden.
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Den
Ventilkörpern 20 ist
auf ihrer dem Innenbereich 21 des Mehrwegeventils 9 abgewandten
Seite eine Feder 36 derart zugeordnet, dass die Feder 36 den
Ventilkörper 20 bezogen
auf die Einmündungen 29 der
Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 in
seine Schließstellung
drückt,
so dass der Ventilteller 29 mit dem ihm zugeordneten Dichtring 37,
der in der 16 und 17 nicht
dargestellt ist, gegen seinen Ventilsitz 28 gedrückt wird.
Die Ventilteller 36 ist derart ausgelegt dass zumindest
die Gegenkraft zu einer evtl. auf die Anschlussleitungen 8, 13, 15 anstehenden
Wassersäule
im Flüssigkeitssystem
aufbringen kann. Während
des Betriebs werden die Ventilteller 29 der Ventilkörper 20 von
der auf dem Sauganschluss 10 anstehenden Saugleitung gegen
den Ventilssitz 28 gezogen.
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Die
Schaltnocken 25, 26 weisen auf ihrer höchsten Erhebung
eine Einkerbung 37 auf. In diese Einkerbung 37 fasst
der Führungsstift 30 des
Ventilkörpers 20 in
seiner größten Öffnungsstellung.
Hierdurch wird eine sichere Positionierung des Zentralbetätigungselementes 19 mit
den Betätigungsnocken 25, 26 erreicht.
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Durch
eine entsprechende Stellung der Betätigungsnocken 25, 26 zueinander
auf der Schaltwelle 22 können je noch Einsatzfall entsprechend
der Schaltstellung der Schaltwelle und der Betätigungsnocken 25, 26 nur
jeweils ein Ventilteller 29 oder zwei Ventilteller 29 vom
Ventilsitz 28 abgehoben sein. Wenn zwei Ventilteller 29 von
ihren Ventilsitzen 29 abgehoben sind lassen0 sich zwei
Anschlussleitungen 8, 13, 15, 17 miteinander
verbinden. So kann beispielsweise die zum Tank 1 führenden
Leitungen 8 mit dem Ablassanschluss 17 verbunden
werden, so dass Flüssigkeiten
aus dem Tank 1 abgelassen werden kann. In einem anderen
Fall können
die Leitungen 8 und 15 beispielsweise miteinander
verbunden werden.
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Die 18 bis 20 zeigen
einen anders ausgestalteten Betätigungsnocken 38, 39,
die auf einer Schaltwelle eines Mehrwegeventil, wie vorbeschrieben,
angeordnet sind, und Führungsstifte 40, 41, 42 der
Ventilkörper 43, 44.
Der eine Ventilkörper 43 weist
einen Ventilteller 45 mit einem geschlitzten Führungsstift 41 auf
der dem Betätigungsnocken 38, 39 zugewandten
Seite auf, während
der andere Ventilkörper 44 einen
Ventilsteller 45 einen ungeschlitzten Führungsstift mit gleich bleibender
Dicke auf. Somit kann der mittlere Nocken 39 durch den
geschlitzten Bereich 46 des Führungsstiftes 41 sich
bewegen ohne den Führungsstift 41 zu
berühren
und den Ventilteller 45 des Ventilkörpers 43 anzuheben.
Die Betätigung
des Ventiltellers 45 mit dem geschlitzten Führungsstift 41 erfolgt
ausschließlich
durch die beiden seitlich des mittleren Betätigungsnockens angeordneten
Betätigungsnocken 38.
Der ungeschlitzte Führungsstift 42 kann
von beiden Betätigungsnocken 38, 39 jeweils
betätigt
werden.