DE2505639A1 - Steuerungsventil - Google Patents

Description

11. Februar 197 4113

Anmelder: Scovill Manufacturing Company, Scovill Square, Waterbury, Connecticut/USA

Steuerungs ventil

Die Erfindung betrifft ein Vierwege-Steuerungstellerventil für ein Fluiddrucksystern, wobei das Ventil über schräge bzw. kegelige Sitze für die Teller verfügt, damit das Ventil ohne bemerkenswerte Leckage in einer mit staub- oder partikelbeladenen Luft verwendet werden kann.

Es ist bereits eine Anzahl sogenannter Vierwege-Tellerventile bekannt, die häufig zur Steuerung eines fluidangetriebenen Plunger- bzw. Kolben/Zylindermotors verwendet werden. Beispiele für derartige Ventile sind in der Patentliteratur Hinreichend offenbart, und zwar beispielsweise in der US-PS 3 089 517, in der US-PS 3 142 oder in der US-PS 3 283 784.

Viele dieser bekannten Ventile der allgemeinen Gattung verfügen über Sitzausbildungen, bei denen der Ventilsitz in einer radialen Ebene angeordnet ist und ein flaches Ventilelement den radialen Sitz zur Unterbrechung der Strömung berührt. Bei derartigen bekannten Sitzausbildungen haben sich jedoch Schwierigkeiten dadurch ergeben, daß Staub- oder andere Partikel in dem Fluid häufig zur Ablagerung an

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den radialen Sitzen oder den radialen Ventilelementen oder dem flachen Ventilelement führen, wodurch die hieran anschließende Schließung des Ventils zu einer Beschädigung des Sitzes führt, was seinerseits in höchst unwünschenswerter Weise zu einer Leckage eines derartigen Ventils führt. Derartige Ventile werden bei automatisierten Betriebsweisen verwendet, wo verständlicherweise ein großes Verlangen nach einer störungsfreien Arbeitsweise besteht.

Abgeschrägte Sitze sind in verschmutzten Umgebungen wünschenswert. Bei abgeschrägten Sitzausbildungen ist der Sitz in der Tat ein konisches Flächensegment, und besitzt das Ventilelement einen Durchmesser derart, daß seine Umlaufkante gegen das konische Segment anliegt. Dies bewirkt in der Tat eine Berührungslinie zwischen dem Ventilelement und dem konischen Segment, wobei diese Linie selbstverständlich ein Kreis ist. Eine derartige Berührungslinie führt zu einer erheblichen Senkung der Wahrscheinlichkeit, daß Fremdmaterial zwischen die Berührungsflächen im Gegensatz zu der Wahrscheinlichkeit bei einem flachen Ventilelement eindringen kann, das bei bekannten Einrichtungen gegen einen radialen Sitz anliegt.

Abgeschrägte Sitze wurden bisher vermieden, und zwar in erster Linie wegen der Schwierigkeit bei der Einstellung. Bei einem Vierwege-Steuerungstellerventil müssen beispielsweise zwei Ventile auf einer einzigen Welle bzw. Stange exakt auf ihrem Sitz aufsitzen, während die beiden anderen Ventile offen sind. In der anderen Stellung verhält es sich umgekehrt: die ersten beiden Ventile sind hierbei offen, während die zweiten Ventile exakt geschlossen sind. Da die Sitze nicht bewegbar sind, müssen die Ventile selbst in einem exakten Abstand voneinander und von den Sitzen angeordnet sein.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vierwege-Steuerungstellerventil mit Mitteln zur Einstellung der Ventilelemente auf ihrer einzigen Axialstange zu schaffen, so daß die geeigneten Paare der Ventilelemente präzise, exakt und gleichzeitig auf ihren abgeschrägten Sitzen aufsitzen. Dabei werden Mittel vorgesehen, um das Ventil von Hand oder mittels eines Solenoids zu betätigen.

Die Erfindung sieht somit Mittel zur genauen Steuerung bzw. Einstellung des Abstandes zwischen den äußeren Tellern und dem zentralen Tellerventil bei einem derartigen Vierwege-Steuerungstellerventil vor. Die äußeren Teller sind mittels eines Gewindes ander Axialstange des Ventils angebracht, und Kolbenabstandseinheiten sind eng gegen die Außenteller von deren Außenseite aus zur Anlage gebracht "und in dieser Stellung mit Hilfe von Sperrmuttern fixiert, die an den Außenenden der Stangen aufgeschraubt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Ventil entweder mittels eines Solenoid ventil s oder mittels eines von Hand betätigbaren Überlaufventils betätigt werden.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt entlang der Achse des Vierwege-Steuerungstellerventils der Erfindung,

Fig. 2 eine etwas verkleinert dargestellte Draufsicht auf das zentrale Gehäuse der Fig. 1 nach Entfernung der Solenoideinheit,

Fig. 3 eine etwas verkleinerte Ansicht von unten auf ausschließlich die BodenfLäche des zentralen Gehäuses der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 eine Endansicht auf das benachbarte Ende des Gehäuses der Fig. 3,

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Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 5,

Fig. 8 eine Ansicht der Innenseite der etwas verkleinerten rechten Endkappe der Fig. 1,

Fig. 9 eine Teilansicht ähnlich dem linken Teil der Fig. 1, jedoch nach Entfernung der Solenoideinheit und der manuellen Betätigungseinrichtung, das Ganze zur Darstellung der Strömung des Fluids durch diesen Teil des Gehäuses,

Fig. 10 eine Endansicht auf das Gebilde der Fig. 9 und Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 9.

In den Zeichnungen ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnetes Ventil in Fig. 1 dargestellt. Dieses verfügt über ein Gehäuse 12. Das Gehäuse ist vorzugsweise ein maschinell bearbeitetes Aluminiumgußteil und verfügt über einen in Längsrichtung des Gehäuses angeordneten und mit einer Vielzahl von im Abstand angeordneten Flächen verschiedener Abmessungen ausgestatteten erweiterten Durchgang 14. Entsprechend der zeichnerischen Darstellung erstreckt sich der Durchgang 14 vom einen Ende des Gehäuses zum anderen, wobei er an den beiden Enden durch eine rechte Endkappe ,16 bzw. eine linke Endkappe verschlossen ist. Diese beiden Kappen sind am Gehäuse mit Hilfe von Schrauben 20 befestigt, die sich durch entsprechende Bohrungen in den Endkappen hindurch in Gewindebohrungen im Gehäuse 12 hinein erstrecken.

Wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, ist eine Anzahl ringförmiger Elemente im Durchgang 14 festgelegt. Mit dem linken Ende des Durchgangs an einem weiten Durchmesser 14a in Verbindung stehend ist ein stationärer Kolbenadapter 22 mit im Abstand voneinander angeord-

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er λ4a abee-

neten O-Ringen ausgestattet und so gegen den Durchmesse rl 4a abgedichtet, wobei das rechte Ende dieses Adapters 22 gegen die Schulter 14b im Durchgang 14 anliegt und das linke Ende des Adapters 22, wie dies dargestellt ist, mittels einer zwischen der Endkappe 18 und dem Gehäuse eingeklemmten Dichtung 24 in seiner Lage festgehalten ist. Der Adapter besitzt eine innere Zylinderfläche 22a, und sein rechtes Ende besitzt gemäß Darstellung in der Zeichnung einen Innenflansch, der innenseitig in einer zylindrischen Fläche 22b endet und dessen linkes Ende mit einer ' Fase 22c zu einem weiter unten noch ersichtlichen Zweck ausgestattet ist. Ein Loch 26 im Gehäuse dient der Belüftung des Raums zwischen den im Abstand voneinander am Außenumfang des Adapters 22 vorgesehenen Dichtungen. RecHs von der Schulter 14b ist im Durchgang 14 eine zylindrische Stufe 14c und hieran anschließend eine nach innen eingezogene bzw. abgeschrägte Fläche vorgesehen, an die sich eine weitere Stufe 14d kleineren Durchmessers anschließt. Hieran anschließend ist der Durchgang. 14 nach außen zur Bildung einer zylindrischen Stufe I4e größeren Durchmessers abgeschrägt erweitert, von der eine seitliche Öffnung 30 ausgeht, die sich zur Unterseite des Gehäuses hin erstreckt und zur Verbindung an einen geeigneten Anschluß bestimmt ist. Rechts von der letztgenannten Stufe ist die Fläche des Durchgangs 14 einwärts abgeschrägt und bildet eine im Durchmesser reduzierte Stufe 14f und eine weitere innen gelegene zentrale Stufe 14g. Zwischen diesen beiden Stufen 14f und 14g ist eine Schulter 14h vorgesehen. Eine sich seitlich erstreckende Öffnung'32 führt von der zentralen Stufe 14g aus nach unten.

Von der zentralen Stufe aus nach rechts besitzt der Durchgang 14 ein spiegelbildliches Profil. Somit ist nach rechts fortschreitend eine nach außen gerichtete Radialschulter 14i und eine zylindrische Stufe 14j vorgesehen, von der eine nach außen erweiterte Fläche zu einer äußeren zylindrischen Stufe 14k führt. Eine weitere seitliche Öffnung 34 erstreckt

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sich vom Bereich der Stufe 14k aus nach unten. Eine abgeschrägte Verbindungsfläche an der rechten Seite der Stufe 14k endet in einer Stufe kleineren Durchmessers, von der aus eine Fase zu einer Außenstufe 14m führt. Vom Bereich dieser Stufe 14m führt eine seitliche Öffnung 36 nach unten. Eine Radiaischulter 14n führt zu einer äußeren zylindrischen Stufe 14o, die ihrerseits bis zur rechten Außenfläche des Gehäuses führt. Zwischen dem rechten Ende des Gehäuses und der Endkappe 16 ist eine Dichtung 38 vorgesehen, die dazu dient, einen zweiten Kolbenadapter zwischen der Dichtung und der Schulter 14n einzuklemmen. Dieser zweite Kolbenadapter 40 ist mit geeigneten Nuten und im. Abstand voneinander angeordneten Ringen ausgestattet und liegt abdichtend an der Fläche 14o an. Seine Ringgestalt besitzt eine zentrale Bohrung 40a mit einer nach innen gerichteten Fase am rechten Ende, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.

Im Bereich der Stufen 14e und 14k sind zwei identische Sitzkäfige 42 und festgelegt. Diese Käfige sind ringförmig gestaltet und mit Außenflanschen an ihren Enden 42a und 42b bzw. 44a und 44b ausgestattet,. Diese Flansche sind an ihrem äußeren Umfang mit Dichtungen ausgestattet und liegen abdichtend gegen die Stufen 14d und 14f bzw. 14j und 141 an. Die inneren Enden der Käfige stoßen gegen die Schultern 14h und 14i an, und Sperrringe 45 und 47 greifen in entsprechende Nuten in den Stufen 14d und 141 ein, um die Käfige gegen ihre zugehörigen Schultern festzulegen. Die Käfige besitzen radiale Bohrungen bei 42c und 44c, damit der zentrale Teil des Ventils mit den öffnungen 30 und 34 in Verbindung stehen kann.

Die Käfige 42 und 44 verfügen über nach außen abgeschrägte Sitze 42d und 44e und über nach innen abgeschrägte Sitze 42e und 44d.

Die beiden einander gegenüber liegenden Enden der Stange 56 sind gemäß Darstellung mit Gewinde ausgestattet. Des weiteren sind außen liegende

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Tellerelemente 50 und 52 vorgesehen, die über gummibeschichtete Ventilelemente 50a und 52a verfügen. Diese äußeren Teller sind auf den Gewindeabschnitten der Stange 46 aufgeschraubt.

In Axialrichtung außerhalb der Außenventilelemente 50 und 52 sind Kolbenabstandseinheiten 54 und 56 vorgesehen. Diese Einheiten besitzen je eine zentrale Bohrung, die mit einem größeren Durchmesser den Gewindebereich der Stange 46 umgibt. Die Kolbenabstands einheit 54 ist mit einem Außenflansch versehen, in welchem in einer Umlaufnut eine Dichtung 54a gelagert ist, die die Fläche 22a des Adapters 22 berührt. Am anderen Ende der Stange 46 trägt die Kolbenabstands einheit 46 ebenfalls Nuten mit Dichtungen 56a, die gegen die Innenfläche der Bohrung 40a des Adapters 40 anliegen. Muttern 58 und 60 berühren die äußeren Enden der Kolbenabstandseinheiten.

Die äußeren Enden der Außenteller 50 und 52 sind entsprechend der Darstellung gestuft ausgebildet. Diese Außenenden stehen mit Aussparungen in den gegenüber liegenden Enden der Kolbenabstandseinheiten 54 und 56 in Berührung.

Gemäß Fig. 1 und 8 ist die rechte Endkappe 16 des Ventils mit einer kreisförmigen Aussparung 62 und einem Außenkahal 64 ausgestattet. In zusammengebautem Zustand ist eine Axialfeder 66 zwischen dem Ende der Kolbenabstands einheit 56 und der Aussparung 62 angeordnet, um die Ventilstangeneinheit nach links zu drücken.

Im folgenden wird die Aufmerksamkeit auf den oberen Teil des Gehäuses gerichtet, der einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal 68 aufweist. Dieser Kanal fluchtet an seinem rechten Ende mit dem Kanal 64 in der Endkappe 16, um das in ihm enthaltene Fluid mit der Kolbenkammer

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in Verbindung zu bringen, die von der Fläche 40a des Adapters 40 gebildet und zwischen dem Außenende der Kolbenabstands einheit 56 und der Endkappe 16 angeordnet ist. Von außen gehen zu beiden Seiten der zentralen Öffnung 32 (Fig. 3) Kanäle 52 aus, die zu einer Querbohrung (Fig. 6) führen, die mit dem in Längsrichtung verlaufenden Kanal 68 in Verbindung steht. Über einen flachen Kanal 76 kann das in der Öffnung 32 befindliche Fluid mit dem Kanal 72 in Verbindung treten.

In der linken Endkappe 18 (Fig. 1) fluchtet eine Überlaufventileinheit mit dem Kanal 68. Diese Einheit verfügt über eine Kammer 78 mit einem nach innen gerichteten Ringsitz 80 und einer Fortsetzungsbohrung mit einer Erweiterung 84, wobei die Bohrung 82 im Bereich der Erweiterung 84 einen Überlaufentlastungssitz 83 bildet. Dieses Steuerventil verfügt über einen Betätigungsknopf 86, der abdichtend in der Erweiterung 84 angeordnet ist, über einen Schaft 88 und über ein Ventilelement Der Knopf 86 trägt an seiner Innenfläche eine Dichtung 86a, die zur Auflage an dem Überlaufentlastungssitz 83 bestimmt ist. Gemäß Darstellung ist das Ventilelement 90 ringförmig ausgebildet, und liegt es normalerweise auf dem Sitz 80 auf. Das Element 90 ist an dem Schaft 88 gegen dessen Schulter befestigt und mittels eines separaten Sperrings lagegerecht festgehalten, der gegen den Schaftkopf 92 drückt. Der Abstand zwischen den Sitzen 80 und 83 ist kleiner als der zwischen dem Ventilelement 90 und der Dichtung 86a, so daß die Sitze abwechselnd geschlossen sein müssen und nicht gleichzeitig geschlossen sein können.

Von der Fortsetzungsbohrung 82 geht eine Bohrung 94 aus, die an ihrem Außenende 86 verschlossen ist und mit einer Axialbohrung 98 in Verbindung steht, die zu einer Aussparung 100 in der Endkappe 18 führt. Diese Aussparung fluchtet mit einer Kolbenkammer 102, die von der Fläche 22a, der Aussparung 100 und der Kolbenabstands einheit 54 begrenzt ist.

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Im folgenden wird die Aufmerksamkeit auf die Möglichkeit der elektrischen Betätigung des Ventils gerichtet. Eine vom Kanal 68 nach oben geführte Bohrung mündet in einem eingesetzten Solenoidsitz 104 mit einer Bohrung 106. Der Sitz 104 ist von einer ringförmigen Aussparung umgeben, von der eine Bohrung 110 nach unten in Richtung auf eine Querbohrung 112 (Fig. 4) ausgeht, die in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet ist. Das linke Ende der Bohrung 112 fluchtet mit einer Bohrung (Fig. 9), die ihrerseits mit einer Querbohrung 116 in Verbindung steht, deren Außenende 118 verschlossen ist und die die Erweiterung 84 der Steuerventileinheit durchdringt.

An der Oberseite des Gehäuses 12 ist eine Solenoideinheit 120 angebaut, die über ein Solenoid 122 mit einer Magnetwicklung 124 und über ein Ventilelement 126 sechseckigen Querschnitts verfügt, das normalerweise von einer Feder 127 nach unten gedrückt ist, wobei eine Dichtung 126a gegen den Sitz 104 anliegt, um die Bohrung 106 zu verschließen. In dieser unteren Stellung ist die Dichtung 126b am oberen Ende des Ventils im Abstand von dem Überlaufsitz 128 gehalten, wobei die Öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Ausbildung erläutert. Bei einem Anschluß in üblicher Weise an den verschiedenen Öffnungen der Vorrichtung, die das Steuerung steller ventil bedienen soll, ist zu sehen, daß der zugeführte Druck, der normalerweise an die öffnung 32 angeschlossen ist, durch die Öffnung eintritt, die zwischen dem Teller 48 und der Sitzfläche 44d in Fig. 1 vorgesehen ist. Der zugeführte Druck steht auch mit dem flachen Kanal 76, dem Kanal 72, der Querbohrung 74 und dem Axialkanal 68 (Fig. 3 und 7) in Verbindung. Somit herrscht der gleiche Druck in dem Kanal 64 und der Kolbenkammer 70. Bei Handbetätigung mittels der Überlauf ventileinheit kann der Knopf 86 eingedrückt werden, um die Überlauf-

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auslaßdichtung 86 a an dem Übe rlaufaus laß sitz 83 zur Anlage zu bringen und das Ventil 90 vom Sitz abzuheben, damit der Druck in den Kanal in den Raum hinter dem Sitz 80 durch die Bohrung 82 für den Ventilschaft 88 hindurch, durch die Querbohrung 94 und durch die Axialbohrung 98 hindurch und schließlich in der Kammer 102 herrschen kann. Da der Durchmesser der Kolbenabstandseinheit 54 größer als der Durchmesser der Kolbenabstandseinheit 56 ist, wird die Ventileinheit in ihrer Gesamtheit aus der dargestellten ersten Stellung nach rechts in eine zweite Stellung bewegt, in der das Ventilelement 48b an dem Sitz 44d aufsitzt und der Druck in der öffnung 32 zwischen dem Sitz 42e und dem Element 48a herrscht.

Bei Freigabe des Knopfs 86 bewegt sich das Ventil 90 wieder auf den Sitz 80, wodurch der Druck zur Kammer 102 unterbrochen wird, der durch den Sitz 83 hindurch, durch die Bohrungen 116, 114, 112 in die Solenoidkammer und um das sechseckige Ventilelement 126 herum und durch den Auslaßsitz 128 hindurch ausströmt. Nach diesem Ausströmen stellen der Luftdruck in der Kammer 7 0 und die Feder 66 das Ventil in die erste dargestellte Stellung zurück. Die Feder 66 ist vorgesehen, um die Rückstellung des Ventils in die erste Stellung im Falle eines Luftdruckausfalls sicherzustellen.

Bei einem elektrischen Betrieb umgeht die Solenoidbohrung die Überlaufventileinheit 90 bis 86. Somit setzt sich der Druck im Kanal 68 über die Solenoidbohrung 106 fort, wenn die Ventileinheit angehoben ist. Bei angehobener Ventileinheit sperrt die Auslaßdichtung 126b den Auslaßsitz 128 ab. Der Fluiddruck setzt sich dann in die Aussparung und über die Bohrung 110 und die Anschluß bohrung 112 in die Bohrung fort, die die Bohrung 116 (Fig. 11) und die Erweiterung 84 (Fig. 1) durchquert und die über die Bohrung 82 für den Ventilschaft 88 mit den Bohrungen 94 und 98 in Verbindung steht, die zu der Kammer 102

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führen. Wenn das Solenoid entaktiviert und das Solenoid ventil mittels der Feder 127 geschlossen ist, wird die Kammer 102 in der zuvor beschriebenen Weise über die Bohrung 82, die Bohrungen 116, 112, die Aussparung 108 und den Sitz 128 entlüftet, wodurch das Steuerungs- · ventil in die dargestellte erste Stellung zurückbewegt wird.

Die Tellerventile sind in allgemein üblicher Art ausgebildet. Somit erfolgt, wenn das Ventil sich in der ersten Stellung befindet, die Zuführung von der öffnung 32 aus durch den Raum zwischen dem Ventilelement 48b und dem Sitz 44d durch die Bohrung 42c zur öffnung 34. Gleichzeitig besitzt jede mit der Öffnung 30 in Verbindung stehende Kammer eine Fluid verbindung durch die Bohrung 42c und durch den Raum zwischen dem Ventilelement 50a und dem Sitz 42d zur Öffnung 28. Üblichervreise ist dies ein Auslaßbetrieb, bei dem die an die Öffnung 30 angeschlossene Kammer zur Atmosphäre hin entlüftet wird.

Wenn sich das Ventil in der zweiten Stellung befindet, d.h. daS die Ventileinheit ihre rechte Stellung einnimmt und das Ventil 48b den Sitz 44d berührt, erfolgt die an die Öffnung 32 angeschlossene Zuführung durch den Raum zwischen dem Ventilelement 48a und dem Sitz 42 e, durch die Öffnung 42c in dem Käfig 42 und zur Öffnung 30 hin. Es ist zu beachten, daß der Auslaßdurchgang zwischen dem Ventil 50a und dem Sitz 42d zur selben Zeit geschlossen ist. Auf der anderen Seite des Ventils steht in dieser zweiten Stellung die an die Öffnung 34 angeschlossene Kammer mit der Bohrung 44c und dem Raum zwischen dem Ventilelement 52a und dem Sitz 44e in Verbindung, der dann offen ist. Diese letzte Ausbildung sorgt üblicherweise für eine Entlüftung der beim Betrieb der Einrichtung an die Öffnung 34 angeschlossenen Kammer.

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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in den Mitteln zur Einstellung des Abstandes zwischen den Ventiltellern in der beschriebenen Weise. Der Teller 48 ist fest an der Stange 46 angeordnet. Es ist daher wesentlich, daß die Außen ventile in einer genauen Stellung zu dem Teller 48 angeordnet sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dies durch Anordnung des Ventils beispielsweise in der ersten Stellung erreicht, wenn der Teller 48 den Sitz 42e berührt. In diesem Augenblick wird der Außenteller 52 aufgeschraabt, bis sein Ventilelement 52 genau am Sitz 44e aufsitzt. Genau zu diesem Zeitpunkt wird die Kolbenabstands einheit 56 eingebaut und die Mutter fest aufgeschraubt. Dies bewirkt einen genauen Sitz des Ventils 52, so daß dann, wenn das Ventilelement 48a des Tellers 48 den Sitz 42e berührt, das Ventilelement 52a des Tellers 52 den Sitz 44e berührt.

In derselben Weise wird bei der Anordnung des Außenventils 50 die Ventileinheit in ihre zweite Stellung bewegt, wobei das Ventilelement 48b den Sitz 44d berührt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ventil 50 auf das Gewindeende der Stange 46 so weit aufgeschraubt, bis das Ventilelement 50a genau den abgeschrägten Sitz 42d berührt, wobei das Ventil abgeschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kolbenabstandseinheit 54 auf die mit Gewinde ausgestattete Stange 46 aufgeschoben und die Mutter 48 dicht gegen diese Einheit aufgeschraubt.

Mittels der Ausbildung der beschriebenen Teile ist es möglich, die Stellung des Steuerungstellerventils genau einzustellen. Dies macht die Verwendung abgeschrägter Ventile möglich, die auf Ventilsitzen aufsitzen, wodurch erheblich die Möglichkeit reduziert wird, daß Fremdpartikel die Integrität der Ventilsitze beschädigen, und wodurch die Möglichkeit für ein Ventil geschaffen wird, das ohne Schwierigkeiten in einer sogenannten feindlichen Umgebung einsetzbar ist, bei der die Luft Staub-, Schmutz- und sonstige Partikel enthält.

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Es ist zu beachten, daß das vorstehend beschriebene Steuerung«ventil als Druckwählventil Verwendung finden kann, bei dem die Öffnung 32 als Auslaß arbeitet, während die Öffnungen 30 und 34 an Druckquellen unterschiedlicher Werte angeschlossen sein können. Der dem. Auslaß bei einer derartigen Ausbildung zugeführte Druck hängt von der Stellung der Ventileinheit ab. Wie dies hinlänglich geläufig ist, sollen die Arbeitsflächen der Steuerungskolben 54 und 56 von. ausreichender Größe sein, so daß die Kraft des Steuerungsdrucks die Kraft des Einlaßdrucks gegen die radialen TellerfLächen überwindet, welche Kraft gegen die Steuerungsdruckkraft arbeitet.

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Claims (1)

11. Februar 1975

/ 1 ./Steuerungsventil für ein Fluiddrucksystem mit einem Gehäuse, mit einem axialen Durchgang im Gehäuse, mit einer Vielzahl von sich radial in dem Gehäuse erstreckenden Öffnungen einschließlich einer zentralen Einlaßöffnung, eines Paares von an entgegengesetzten Seiten der Einlaßöffnung liegenden Auslaßöffnungen, eines Paares von bezüglich der Einlaßöffnung an der Außenseite der Auslaßöffnungen gelegenen Abführungsöffnungen, mit einem Paar ringförmiger Sitzkäfige, die social in dem Durchgang des Gehäuses angeordnet und an entgegengesetzten Seiten der Einlaßöffnung festgelegt sind, wobei jeder Sitzkäfig Bohrungen in seiner Wand aufweist, die einen Durchgang zu den Auslaßöffnungen gestatten, und wobei jeder Sitzkäfig abgeschrägte Sitze an einander entgegengesetzten Enden aufweist, wobei der Gehäusedurchgang zueinander und zu diesem konzentrische Zylindermittel mit unterschiedlichen Innendurchmessern an entgegengesetzten Enden des Durchgangs enthält und eine Tellerventileinheit eine axial im Durchgang angeordnete Stange und einen an dieser starr befestigten zentralen Teller mit kreisförmigen Arbeitskanten an entgegengesetzten Enden aufweist, welche Kanten zur wechselweisen Berührung der abgeschrägten ' Sitze der Käfige an entgegengesetzten Seiten der Einlaßöffnung bestimmt sind, wenn sich die Einheit in der ersten oder zweiten Stellung befindet, wobei des weiteren Außenteller an entgegengesetzten Enden der Stange hinter den Käfigen angeordnet sind und

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kreisförmige Arbeitskanten besitzen, die zur alternativen Berührung bzw. Entfernung von Aüßensitzen an den Sitzkäfigen bestimmt .sind, wenn sich die Einheit in der ersten oder zweiten Stellung befindet, und wobei Kolbenabstandseinheiten an der Ventileinheit außerhalb der Außenteller vorgesehen sind und mit den Zylindermitteln -und mit Mitteln im Ventil zum Anschluß des Fluiddruckes an die kleineren der beiden Zylindermittel und v/ahlweise an die größeren der beiden Zylindermittel zusammenarbeiten, um wahlweise die Ventileinheit von der ersten in die zweite Stellung zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stange (46) mit Gewinde ausgestattet sind und die Außenteller (50, 52) zentrale Bohrungen aufweisen und mit Innengewinde ausgestattet sind und auf die Gewindeenden der Stange (46) aufgeschraubt sind, daß die Kolbenabstands einheiten (54, 56) je eine zentrale Bohrung aufweisen, in der der Gewindebereich der Stange (46) aufgenommen ist, und daß ein Mutternpaar (58, 60) auf die Gewindegänge der Enden der Stange (46) aufgeschraubt ist, um die Kolbenabstands einheiten (54, 5.6) an der Stange (46) festzulegen, wodurch die Stellungen der Außenteller (50, 52) durch Verschrauben der Teller (50, 52) auf der Stange (46) eingestellt werden können, wenn die Ventileinheit sich in der ersten oder zweiten Stellung befindet, bis die ringförmige Kante (50a, 52a) auf dem entsprechenden Außensitz (42d, 44e) aufsitzt und die Sperrmutter (58, 60) fest anliegt, um den Außenteller (50, 52) in seiner Lage festzulegen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Kanten jedes Tellers (48, 50, 52) aus elastischem Dichtmaterial bestehen.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Teller (48) außenseitig Ringflansche besitzt, die dicht um die Stange (46) herumgreifen, um den Teller (48) an der Stange (46) starr zu fixieren.

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4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch^gekennzeichnet, daß die vorgesehenen Mittel zum selektiven Anschluß des Fluiddruckes an die größeren der beiden Zylindermittel aufweisen:

a) ein solenoid-betätigtes Ventil (122) mit einer Arbeitskammer (108) mit einem normalerweise geschlossenen Einlaß (106), der zum Anschluß an eine konstante Fluiddruckquelle bestimmt ist, wobei der Solenoideinlaß geöffnet ist, wenn das solenoid-betätigte Ventil (122) betätigt wird, und wobei eine normalerweise offene Entlüftung (128) mit der Atmosphäre in Verbindung steht und wobei die Solenoid Entlüftung geschlossen ist, wenn das Solenoid erregt ist,

b) ein von Hand betätigtes Überlaufventil mit einer Zentralkammer (82) mit einem ersten und einem zweiten, nach außen gerichteten Ringsitz (80, 83) an entgegengesetzten Seiten, mit einem manuellen Betätigungsglied (86, 88), das sich durch die zentrale Kammer (82) und die Sitze (80, 83) hindurch erstreckt, und mit einer ersten und einer zweiten Dichtung (90, 86a), die zur selektiven Zusammenarbeit mit dem ersten bzw. dem zweiten Sitz (80, 83) bestimmt sind, wobei das Betätigungs glied (86, 88) normalerweise sich in einer ersten Stellung befindet, bei deren Einhaltung die erste Dichtung (90) den ersten Sitz (80) absperrt, während der zweite Sitz (83) offen ist, und wobei das Betätigungsglied (86, 88) in eine zweite Stellung bewegbar ist, bei deren Einhaltung die zweite Dichtung (86a) den zweiten Sitz (83) absperrt, während der erste Sitz (80) offen ist, mit geschlossener erster und zweiter Endkammer (78, 84) in dem Überlaufventil, die an den ersten bzw. den zweiten Sitz (80, 83) anstoßend angeordnet sind, wobei die erste Endkammer (78) an eine konstante Fluiddruckquelle angeschlossen ist,

c) einen ersten Fluiddurchgang (94, 98), der an die zentrale Kammer des Überlaufventils und das größere der beiden Zylindermittel angeschlossen ist, und

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d) zweite Fluiddurchgänge (116, 114, 112, 110), die mit der zweiten Endkammer (84) des Überlaufventils und mit der Solenoidarbeitskaramer (108) in Verbindung stehen, wodurch das solenoid-betätigte Ventil (122) bei Betätigung Fluid unter Druck an den größeren Zylinder über die zentrale Kammer des Überlaufventils und die zweite Kammer (84) des Überlaufventils liefert und bei anschließender Enterregung die Entlüftung der größeren Zylindermittel über denselben "Weg zuläßt und wobei dann, wenn das solenoid-betätigte Ventil (122) enterregt ist, das manuell betätigte Überlaufventil in die zweite Stellung bewegt werden kann, wodurch der zweite Fluiddurchgang verschlossen wird und Fluid unter Druck an den größeren Zylinder über die zentrale Kammer und den ersten Fluiddurchgang geliefert wird, und wobei bei anschließender manueller Betätigung bzw. Bewegung des Überlaufventils in die erste Stellung, wobei der erste Sitz geschlossen ist, der zweite Sitz geöffnet wird, damit die Entlüftung des größeren Zylinders auf demselben "Weg stattfinden kann.

5. Steuerungsventil mit einem Öffnungen aufweisenden Gehäuse und einer im Inneren angeordneten, in Längsrichtung des Gehäuses zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbaren Ventileinheit, die selektiv mit verschiedenen Öffnungen zusammenarbeiten kann und in Richtung auf eine erste Stellung gegenüber dem Gehäuse unter Vorspannung steht, und mit einem Kolben am einen Ende der Ventileinheit, der zur Zusammenarbeit mit einem Zylinder im Gehäuse bestimmt ist, um die Ventileinheit in die zweite Stellung zu bewegen, und mit im Gehäuse vorgesehenen Mitteln zum. Anschluß des unter Druck stehenden Fluids an den Zylinder, gekennzeichnet durch :

a) ein solenoid-betätigtes Ventil (122) mit einer Arbeitskammer (108) mit einem normalerweise geschlossenen Einlaß (106), der zum Anschluß an eine konstante Fluiddruckquelle bestimmt ist, wobei

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der Solenoideinlaß geöffnet ist, wenn das solenoid-betätigte Ventil (122) betätigt wird, und wobei eine normalerweise offene Entlüftung (128) mit der Atmosphäre in Verbindung steht und wobei die Solenoid-Entlüftung geschlossen ist, wenn das Solenoid erregt ist,

b) ein von Hand betätigtes Überlaufventil mit einer Zentralkammer (82) mit einem ersten und einem zweiten, nach außen gerichteten Ringsitz (80, 83) an entgegengesetzten Seiten, mit einem manuellen Betätigungsglied (86, 88), das sich durch die zentrale Kammer (82) und die Sitze (80, 83) hindurch erstreckt, und mit einer ersten und einer zweiten Dichtung (90, 86a), die zur selektiven Zusammenarbeit mit dem ersten bzw. dem zweiten Sitz (80, 83) bestimmt sind, wobei das Betätigungsglied (86, 88) normalerweise sich in einer ersten Stellung befindet, bei deren Einhaltung die erste Dichtung (90) den ersten Sitz (80) absperrt, während der zweite Sitz (83) offen ist, und wobei das Betätigungsglied (86, 88) in eine zweite Stellung bewegbar ist, bei deren Einhaltung die zweite Dichtung (86a) den zweiten Sitz (83) absperrt, während der erste Sitz (80) offen ist, mit geschlossener erster und zweiter Endkammer (78, 84) in dem Überlaufventil, die an den ersten bzw. den zweiten Sitz (80, 83) anstoßend angeordnet sind, wobei die erste Endkammer (78) an eine konstante Fluiddruckquelle angeschlossen ist,

c) einen ersten Fluiddurchgang (94, 98), der an die zentrale Kammer des Überlaufventils und das größere der beiden Zylindermittel angeschlossen ist, und

d) zweite Fluiddurchgänge (116, 114, 112, HO), die mit der zweiten Endkammer (84) des Überlaufventils und mit der Solenoidarbeits- kammer (108) in Verbindung stehen, wodurch das solenoid-betätigte Ventil (122) bei Betätigung Fluid unter Druck an den größeren Zylinder über die zentrale Kammer des Überlaufventils und die

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zweite Kammer (84) des Überlaufventils liefert und bei anschließender Enterregung die Entlüftung der größeren Zylindermittel über denselben Weg zuläßt und wobei dann, wenn das solenoid-betätigte Ventil (122) enterregt ist, das manuell betätigte Überlaufventil in die zweite Stellung bewegt werden kann, wodurch der zweite Fluiddurchgang verschlossen wird und Fluid unter Druck an den größeren Zylinder über die zentrale Kammer und den ersten Fluiddurchgang geliefert wird, und wobei bei anschließender manueller Betätigung bzw. Bewegung des Überlaufventils in die erste Stellung, wobei der erste Sitz geschlossen ist, der zweite Sitz geöffnet -wird, damit die Entlüftung des größeren Zylinders auf demselben Weg stattfinden kann.

Für den Anmelder:

Meissner & Bölte Patentanwälte

Scovill Manufacturing Company

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