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    • 专利摘要:
    Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil mit einem Ventilgehäuse (1), an welchem zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) aus einer normal gesperrten Schaltposition heraus wahlweise mit einem Speisedruckanschluss (P) oder einem Entlüftungsanschluss (R) verbindbar sind, wofür im Ventilgehäuse (1) integrierte Schaltmittel über eine Vorsteuerung (12) entsprechend betätigbar sind, wobei die Schaltmittel entlang zweier benachbarter und je einem Arbeitsanschluss (A, B) zugeordneter Ventilachsen (2a, 2b) derart untergebracht sind, dass jeder Ventilachse (2a; 2b) zwei koaxial hintereinander angeordnete Sitzventile (3a, 4a; 3b, 4b) zugeordnet sind, von denen jeweils das erste Sitzventil (4a; 4b) zur Verbindung des zugeordneten Arbeitsanschlusses (A; B) mit dem Speisedruckanschluss (P) dient, wogegen das jeweils zweite Sitzventil (3a; 3b) zur Verbindung des zugeordneten Arbeitsanschlusses (A; B) mit dem Entlüftungsanschluss (R) dient.
    公开号:DE102004020794A1
    申请号:DE200410020794
    申请日:2004-04-28
    公开日:2005-11-24
    发明作者:Radu Ghimpu-Mundinger；Erwin Kulmann
    申请人:Bosch Rexroth AG；
    IPC主号:F16K11-22
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein vorgesteuertes 4/3-Wegeventilmit einem Ventilgehäuse, anwelchem zwei ArbeitsanschlüsseA, B aus einer normal gesperrten Schaltposition heraus wahlweise miteinem Speisedruckanschluss P oder einem Entlüftungsanschluss R verbindbarsind, wofürim Ventilgehäuseintegrierte Schaltmittel übereine Vorsteuerung entsprechend betätigbar sind.
    [0002] Aufdem technischen Gebiet der Pneumatik kommen sogenannte Ventileinheitenzum Einsatz, welche eine örtlichkompakte Zusammenfassung mehrerer aneinandergereihter einzelnerVentile darstellen. Solche Ventileinheiten schalten im Rahmen einespneumatischen Systems die Druckmittelbeaufschlagung nachgeordneterDruckmittelaggregate, wie Pneumatikzylinder. Zur Realisierung unterschiedlichsterAnsteuersituationen sind die einzelnen zu einer Ventileinheit zusammenfassbarenVentile mit verschiedenen Ventilfunktionen erhältlich, wie 2/3-, 2x2/3-, 5/2-,5/3-Ventilfunktionen.
    [0003] Insbesonderedie Umsetzung von Ventilfunktionen mit drei Schaltstellungen, vondenen eine der Schaltstellungen eine gesperrte Schaltposition repräsentiert,erfordert einen erheblichen konstruktiven Aufwand. Üblicherweisewird bei einem als Schieberventil ausgebildeten vorgesteuerten Wegeventildie mittlere, gesperrte Schaltposition dadurch erreicht, dass derVentilschieber beidseitig mit jeweils einer Druckfeder beaufschlagtist, so dass sich im Normalfall, d. h. ohne Anliegen von Steuerdruckbeidseits des Ventilschiebers, dieser in die mittlere Schaltpositionbewegt, in welche alle äußeren Anschlüsse gesperrtsind. Bei nach Art von Sitzventilen ausgeführten 4/3-Wegeventilen istgewöhnlicheine zusätzliche äußere Beschaltungdes Ventils mit entsperrbaren Rückschlagventilenerforderlich, so dass eine Unterbringung dieser Ventilfunktion ineinem einzigen Gehäuseschwer möglichist. Allerdings ist die Unterbringung vieler verschiedener Ventilfunktionenin einem Gehäusemit gleichen äußeren AbmessungenVorraussetzung dafür,die Ventile im Rahmen einer Ventileinheit einsetzen zu können.
    [0004] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein vorgesteuertes4/3-Wegeventil zu schaffen, das mit einfachen Mitteln aufgebautist und sich direkt in einem einheitlichen Gehäuse einer Ventilbaureihe zumAufbau von Ventileinheiten integrieren lässt.
    [0005] DieAufgabe wird ausgehend von einem vorgesteuerten 4/3-Wegeventil gemäß dem Oberbegriff desAnspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Dienachfolgenden abhängigenAnsprüchegeben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
    [0006] DieErfindung schließtdie technische Lehre ein, dass die ventilinternen Schaltmittel zurAusführungeiner 4/3-Funktion entlang zweier benachbarter und je einem ArbeitsanschlussA, B zugeordneter Ventilachsen derart untergebracht sind, dass jede Ventilachsezwei koaxial hintereinander angeordnete Sitzventile beherbergt,von denen jeweils das erste Sitzventil zur Verbindung des zugeordnetenArbeitsanschlusses A bzw. B mit dem Speisedruckanschluss P dient,wogegen das jeweils zweite Sitzventil zur Verbindung des zugeordnetenArbeitsanschlusses A bzw. B mit dem Entlüftungsanschluss R dient.
    [0007] DerVorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegtinsbesondere darin, dass hiermit eine 4/3-Wegeventilfunktion unter zur Hilfenahmeder Sitzventiltechnik auf engstem Raum darstellbar ist, so dassdie besagte Ventilfunktion sich in einem einheitlichen Gehäuse einerVentilbaureihe integrieren lässt,um somit bereits vorhandene 3/2-, 5/2-, und dergleichen Ventilfunktionenzu ergänzen.
    [0008] Gemäß einerdie Erfindung verbessernde Maßnahmesind die jeder Ventilachse zugeordneten zwei Ventilsitze des erstenSitzventils und die des zweiten Sitzventils gegenüberliegendzu beiden Enden einer einstückigenVentilhülsenach innen gerichtet ausgebildet. Durch die einstückige Ventilhülse lassensich die fürdie erfindungsgemäße Ventilfunktion erforderlicheneinzelnen Ventilsitze der Ventilachsen in einfacher Weise fertigen.Denn zur Montage beider Ventilsitze pro Ventilachse ist lediglichdas Einbringen der einstückigenund beide Ventilsitze umfassenden Ventilhülse in das Ventilgehäuse erforderlich.
    [0009] Vorzugsweisewirken beide Ventilsitzhülsen deserfindungsgemäßen 4/3-Wegeventilzur Bildung der beiden Ventilsitze pro Ventilachse mit je zwei koaxialhintereinander angeordneten Betätigungsstößeln zusammen,deren einander zugewandten Enden mit je einem der Ventilsitze derbeiden Sitzventile zusammenwirkt und deren voneinander abgewandtenEnden jeweils überSteuerkammern mit dem Steuerdruck der Vorsteuerung axial verstellbarsind. Die insoweit pro Ventilachse getrennten Betätigungsstößel lassensich in einfacher Weise übereine entsprechen koordinierte Vorsteuerung zur Ausführung dergewünschten4/3-Wegeventilfunktion ansteuern.
    [0010] Einebevorzugte koordinierte Ansteuerung der Betätigungsstößel zu Realisierung der 4/3-Wegeventilfunktionerfolgt derart, dass bezüglichder beiden Ventilachsen einander diagonal gegenüberliegende Steuerkammern jeweilsgemeinsam mit dem Steuerdruck beaufschlagt werden. Diese steuerungstechnischeVerknüpfungder zu beaufschlagenden Steuerkammern kann in einfacher Weise über eineentsprechend verzweigte Steuerkanalführung umgesetzt werden.
    [0011] Gemäß einerweiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme erfolgt die Rückstellungder Betätigungsstößel desjeweils ersten Sitzventils durch dessen rückwärtige Beaufschlagung durchden ohnehin vorhandenen Speisedruck entgegen der durch die Steuerkammererzeugbaren Betätigungsrichtung. Somitbraucht zur Rückstellungder besagten Betätigungsstößel hiernicht auf weitere Bauteile in Form von Rückstellfedern zurückgegriffenwerden. Allein die Rückstellungder anderen beiden Betätigungsstößel desjeweils zweiten Sitzventils kann mittels einer koaxial zwischender Ventilsitzhülseund dem Betätigungsstößel angeordnetenRückstellfedererfolgen. Denn eine Rückstellungmittels des Speisedrucks ist an dieser Stelle schwer möglich, dadie besagten anderen beiden Betätigungsstößel aufder Entlüftungsseitedes Ventils angeordnet sind.
    [0012] Gemäß eineranderen die Erfindung verbessernde Maßnahme erfolgt die Führung allerBetätigungsstößel entlangder jeweiligen Ventilachse an den einander zugewandten Enden durchein formschlüssigesIneinandergreifen, und damit gegenseitig. Ein solches formschlüssiges Ineinandergreifen dereinander zugewandten Enden der hintereinander angeordneten Betätigungsstößel kannvorzugsweise übereine Ausnehmung seitens des einen Betätigungsstößels erfolgen, die mit einerkorrespondierenden zapfenartigen Anformung seitens des anderen Betätigungsstößels axialentlang des Hubweges verschiebbar zusammenwirkt. Diese Anformung-Ausnehmung-Paarungkann in einfacher Weise beim Spritzgießen eines aus Kunststoff hergestelltenBetätigungsstößels gefertigtwerden. Die Führungder Betätigungsstößel entlangder jeweiligen Ventilachse an dem voneinander abgewandten Endenkann durch die jeweiligen Steuerkammern selbst oder über axialdarüberhinausgehende und formschlüssigmit dem Ventilgehäuseineinandergreifende Führungsmittelerfolgen.
    [0013] Umdas erfindungsgemäße vorgesteuerte 4/3-Wegeventilmit einem einheitlichen Gehäusezum Aufbau einer Ventileinheit nutzen zu können, werden vorzugsweise dieArbeitsanschlüsseA, B der Speisedruckanschluss P sowie der Entlüftungsanschluss R an einergemeinsamen Anschlussflächeam Ventilgehäuseangeordnet, wogegen die mindestens ein elektromagnetisches Pilotventilenthaltende Vorsteuerung auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilgehäuses angeordnetist.
    [0014] Weiteredie Erfindung verbessernde Maßnahmenwerden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugtenAusführungsbeispielsder Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    [0015] 1 einenLängsschnittdurch eine vorgesteuertes 4/3-Wegeventil im Bereich beider Ventilachsen,wobei sich das Wegeventil in seiner normal gesperrten Schaltpositionbefindet,
    [0016] 2 einenLängsschnittdurch das 4/3-Wegeventil nach 1, wobeidieses sich in einer der beiden betätigten Schaltpositionen befindet,und
    [0017] 3 einSinnbild der dem 4/3-Wegeventil zugrundeliegenden Ventilfunktion,und
    [0018] 4 eineteilweise geschnittene Seitenansicht des 4/3-Wegeventils nach 2 imSchnittbereich B-B.
    [0019] Gemäß 1 umfasstdas vorgesteuerte 4/3-Wegeventil ein Ventilgehäuse 1 mit einem indieser Fig. verdeckten – zentralenSpeisedruckanschluss P, einem zentralen Entlüftungsanschluss R sowie zweiArbeitsanschlüsseA, B. (Dargestellt sind in dieser Ansicht die mit den besagten äußeren Anschlüssen inVerbindung stehenden ventilinternen Kammern.) Innerhalb des Ventilgehäuses 1 befinden sichSchaltmittel, überderen Betätigungdie Schaltung des Druckmittelstroms entsprechend der 4/3-Wegeventilfunktionerfolgt. Eine Betätigungdieser Schaltmittel erfolgt übereine – hiernicht weiter im Detail dargestellte – Vorsteuerung.
    [0020] Konkretsind die besagten Schaltmittel entlang zweier benachbarter und jeeinem Arbeitsanschluss A bzw. B zugeordneter Ventilachsen 2a, 2b untergebracht.Jeder Ventilachse 2a, 2b sind zwei koaxial hintereinanderangeordnete Ventilsitze 3a, 4a bzw. 3b, 4b zugeordnet.Der jeweils erste Ventilsitz 4a; 4b beider Ventilachse 2a, 2b dientder Verbindung des hier zugeordneten Arbeitsanschlusses A; B mitdem Speisedruckanschluss P. Überdem zweiten Ventilsitz 3a; 3b wird die Verbindungdes hier zugeordneten Arbeitsanschlusses A; B mit dem EntlüftungsanschlussR geschaltet. Hierzu wirkt der Ventilsitz 3a mit einemBetätigungsstößel 5a zusammen, wogegender koaxiale Ventilsitz 4a mit einem Betätigungsstößel 6a zusammenwirkt.Analog hierzu wirkt der achsparallel Ventilsitz 3b miteinem Betätigungsstößel 5b zusammen,wogegen der koaxiale Ventilsitz mit einem Betätigungsstößel 6b zusammenwirkt. Dieaxiale Betätigungder insgesamt 4 Betätigungsstößel 5a, 6a; 5b, 6b zum Öffnen oderSchließender zugeordneten Ventilsitze 3a, 4a; 3b, 4b erfolgtnach Art einer Vorsteuerung indem der Betätigungsstößel 5a über eineSteuerkammer 7a beaufschlagbar ist, der Betätigungsstößel 6a über eineSteuerkammer 8a beaufschlagbar ist, der Betätigungsstößel 5b über eineSteuerkammer 7b sowie der Betätigungsstößel 6b über eineSteuerkammer 8b beaufschlagbar ist. Die Vorsteuerung des4/3-Wegeventils beaufschlagt die bezüglich der beiden Ventilachsen 2a und 2b jeweilseinander diagonal gegenüberliegendenSteuerkammern 7a und 8b mit dem Steuerdruck Ysowie analog hierzu die Steuerkammern 7b und 8a mitdem Steuerdruck X.
    [0021] Inder hier dargestellten Schaltposition ist keine der Steuerkammern 7a, 7b und 8a und 8b mit einemSteuerdruck beaufschlagt, so dass sich das 4/3-Wegeventil in dernicht betätigtengesperrten Schaltposition befindet, in welcher die Arbeitsanschlüsse A undB sowie der Speisedruckanschluss P und der Entlüftungsanschluss R gesperrtsind. Hierbei sind Ersichtlicherweise alle 4 Sitzventile 3a, 4a; 3b, 4b geschlossen.
    [0022] Gemäß 2 befindetsich das 4/3-Wegeventil in der einen Betätigungsstellung, in welcher durchBeaufschlagung der Steuerkammern 7b und 8a mitdem Steuerdruck X die Sitzventile 3b und 4a geöffnet sind.Hierdurch wird der Arbeitsanschluss A durch Verbindung mit dem EntlüftungsanschlussR entlüftet,wogegen der andere Arbeitsanschluss B durch Verbindung mit dem SteuerdruckanschlussP belüftetwird. (In der dritten – nichtweiter dargestellten Schaltstellung – ergibt sich eine entsprechend umgekehrteBe- und Entlüftungder ArbeitsanschlüsseA, B.) Die Ventilsitze der koaxial hintereinanderliegenden Sitzventile 3a und 4a sindan einer gemeinsamen, zweigeteilten Ventilsitzhülse 9a ausgebildet, wogegendie Ventilsitze der anderen beiden koaxial zueinander angeordnetenVentilsitze der Sitzventile 3b und 4b an einergemeinsamen, zweigeteilten Ventilsitzhülse 9b ausgebildetsind. Die Rückstellungder speisedruckseitigen Betätigungsstößel 5a, 5b desjeweils zweiten Sitzventils 3a bzw. 3b erfolgtmittels einer koaxial zwischen der Ventilsitzhülse 9a bzw. 9b unddem Betätigungsstößel 5a bzw. 5b angeordnetenRückstellfeder 10a bzw. 10b.Dagegen erfolgt die Rückstellungder speisedruckseitigen Stößel 6a und 6b desjeweils ersten Sitzventils 4a bzw. 4b allein durchdessen rückwärtige Beaufschlagungdurch den Speisedruck entgegen durch die Steuerkammern 8a und 8b erzeugtenBetätigungsrichtung.
    [0023] Die 3 zeigtzur Vervollständigungdas Sinnbild das 4/3-Wegeventils entsprechend der vorstehenden Beschreibung.
    [0024] Gemäß 4 (SchnittB-B) sind die ArbeitsanschlüsseA, B, der Speisedruckanschluss P sowie der Entlüftungsanschluss R an einergemeinsamen Anschlussfläche 11 amVentilgehäuse 1 angeordnet. EineVorsteuerung 12 befindet sich an der gegenüberliegendenSeite des im Ventilgehäuses 1.In dieser Ausgestaltungsform ist das 4/3-Wegeventil zur Verwendunginnerhalb einer Ventileinheit geeignet.
    1 Ventilgehäuse 2 Ventilachse 3 Sitzventil(R) 4 Sitzventil(P) 5 Betätigungsstößel (A) 6 Betätigungsstößel (B) 7 Steuerkammer(R) 8 Steuerkammer(P) 9 Ventilsitzhülse 10 Rückstellfeder 11 Anschlussfläche 12 Vorsteuerung
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil mit einem Ventilgehäuse (1),an welchem zwei Arbeitsanschlüsse (A,B) aus einer normal gesperrten Schaltposition heraus wahlweise miteinem Speisedruckanschluss (P) oder einem Entlüftungsanschluss (R) verbindbar sind,wofür imVentilgehäuse(1) integrierte Schaltmittel über eine Vorsteuerung (12)entsprechend betätigbarsind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel entlangzweier benachbarter und je einem Arbeitsanschluss (A, B) zugeordneterVentilachsen (2a, 2b) derart untergebracht sind,dass jeder Ventilachse (2a; 2b) zwei koaxial hintereinanderangeordnete Sitzventile (3a, 4a; 3b, 4b)zugeordnet sind, von denen jeweils das erste Sitzventil (4a; 4b) zurVerbindung des zugeordneten Arbeitsanschlusses (A; B) mit dem Speisedruckanschluss(P) dient, wogegen das jeweils zweite Sitzventil (3a; 3b)zur Verbindung des zugeordneten Arbeitsanschlusses (A; B) mit demEntlüftungsanschluss(R) dient.
    [2] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die jeder Ventilachse (2a, 2b)zugeordneten zwei Ventilsitze des ersten Sitzventils (3a; 4a)und die des zweiten Sitzventils (3b; 4b) gegenüberliegendzu beiden Enden einer Ventilsitzhülse (9a; 9b)nach Innen gerichtet ausgebildet sind.
    [3] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, dass jede Ventilsitzhülse (9a, 9b)zur Bildung der beiden Sitzventile (3a, 4a; 3b, 4b)mit zwei koaxial hintereinander angeordneten Betätigungsstößeln (5a, 6a; 5b, 6b)zusammenwirkt, deren einander zugewandten Enden mit je einem der Ventilsitzeder beiden Sitzventile (3a, 4a; 3b, 4b)zusammenwirkt und deren voneinander abgewanden Enden jeweils über Steuerkammern(7a, 7b; 8a, 8b) mit dem Steuerdruckder Vorsteuerung axial verstellbar sind.
    [4] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass die Vorsteuerung zur Realisierung der 4/3-WegeventilFunktion die bezüglichder beiden Ventilachsen (2a, 2b) einander diagonalgegenüberliegendenSteuerkammern (7a, 8b; 7b, 8a)jeweils gemeinsam mit dem Steuerdruck (X bzw. Y) beaufschlagt.
    [5] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 3 oder4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellung der speisedruckseitigenBetätigungsstößel (6a, 6b)des jeweils ersten Sitzventils (4a; 4b) durch dessenrückwärtige Beaufschlagungdurch den Speisedruck entgegen der durch die Steuerkammer (8a; 8b)erzeugbaren Betätigungsrichtungerfolgt.
    [6] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 3 oder4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellung der entlüftungsseitigenBetätigungsstößel (5a, 5b)des jeweils zweiten Sitzventils (3a; 3b) mittelseiner koaxial zwischen der Ventilsitzhülse (9a, 9b)und dem Betätigungsstößel (5a, 5b)angeordneten Rückstellfeder(10a; 10b) erfolgt.
    [7] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass die Führungder Betätigungsstößel (5a, 5b; 6a, 6b)entlang der jeweiligen Ventilachse (2a; 2b) anden einander zugewandten Enden durch ein formschlüssiges Ineinandergreifensowie durch die zugeordneten Ventilsitze (3a, 3b; 4a, 4b)erfolgt.
    [8] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, dass das formschlüssige Ineinandergreifen dereinander zugewandten Enden der hintereinander angeordneten Betätigungsstößel (5a, 6a; 5b, 6b) über eineAusnehmung seitens des einen Betätigungsstößels (5a; 5b)erfolgt, die mit einer korrespondierenden zapfenartigen Anformung seitensdes anderen Betätigungsstößels (6a; 6b)axial entlang des Hubweges verschiebbar zusammenwirkt.
    [9] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass die Führungder Betätigungsstößel (5a, 6a; 5b, 6b)entlang der jeweiligen Ventilachse (2a; 2b) anden voneinander abgewandten Enden durch die jeweiligen Steuerkammern (7a, 8a; 7b, 8b)oder überaxial darüberhinausgehende und formschlüssigmit dem Ventilgehäuse(1) ineinandergreifende Führungsmittel erfolgt.
    [10] Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil nach einem der vorstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsanschlüsse (A,B), der Speisedruckanschluss(P) und der Entlüftungsanschluss(R) an einer gemeinsamen Anschlussfläche (11) am Ventilgehäuse (1)angeordnet sind, wogegen die mindestens ein elektromagnetischesPilotventil enthaltende Vorsteuerung (12) auf der gegenüberliegendenSeite des Ventilgehäuses(1) angeordnet ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2006-08-03| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-02-14| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20121101 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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