DD232532A5 - Mehrwege-tellerventil - Google Patents

Abstract

Tellerventil, bei dem mehrere tellerartige Ventilteile zur gleichzeitigen Betaetigung auf einem gemeinsamen Ventilschaft angebracht sind. Nur eines dieser Ventilteile arbeitet mit einem ortsfesten Ventilsitz zusammen, waehrend die uebrigen Ventilteile mit beweglichen Ventilsitzen zusammenwirken, wodurch Abmessungsunterschiede aufgrund von Herstellungstoleranzen ausgeglichen werden. Ausserdem sind die verschiedenen Ventilteile relativ zueinander so bemessen, dass aufgrund des auf sie einwirkenden Druckmittels eine resultierende Kraft erzeugt wird, die die Ventilteile in einem stabilen Zustand in ihrer jeweiligen Betriebsstellung haelt. Ausserdem sorgt diese resultierende Kraft dafuer, dass die beweglichen Ventilteile in Dichtungsanlage mit den entsprechenden beweglichen Ventilsitzen gehalten und die beweglichen Ventilsitze nach Freigabe des zugehoerigen Ventilteiles in eine vorgegebene Stellung zurueckbewegt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung ,

Die Erfindung betrifft ein Tellerventil mit einem Gehäuse, das eine erste und eine zweite Ventilsitzfläche abstützt, zwei tellerartigen Ventilteilen mit einer ersten bzw. zweiten Dichtfläche, die in dem Gehäuse beweglich gelagert sind und einem Betätigungselement, das die Ventilteile zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher war es äußerst schwierig und kostspielig, tellerartige Ventilteile in Mehrstellungs-Mehrwege-Ventile zu verwenden. Ein wesentlicher Grund für diese Schwierigkeit resultiert aus der Tatsache, daß bei derartigen Ventilen typischerweise mehrere Ventilteile von einem einzigen Ventilschaft betätigt werden. Da sich in Tellerventilen das Ventilteil im allgemeinen senkrecht zum Ventilsitz bewegt, ist es notwendig, die entsprechenden Ventilsitze im Ventil so anzuordnen, daß eine gleichzeitige dichte Anlage sämtlicher Ventilteile an den Ventilsitzen sichergestellt wird.Dies verlangt, daß extrem kleine Fertigungstoleranzen eingehalten werden, was bei Massenfertigung nicht nur sehr schwierig, sondern auch äußerst teuer ist. Es ist daher erstrebenswert, das Ventil so auszulegen, daß es in den verschiedenen Stellungen stabil und selbsthaltend ist, damit darauf verzichtet werden kann, eine kontinuierliche Betätigungskraft auf das Ventil auszuüben, um es in seiner Stellung zu halten. So ist schon ein Ein-oder Mehrwegeventil mit zwei oder mehr Ventilsitzen, die durch auf einer Ventilspindel oder deren Verlängerung sitzende Ventilteller geöffnet und geschlossen werden, wobei mindestens einer der Ventilsitze begrenzt längsbeweglich ist und unter Federdruck steht, bekannt (DE 1252027), bei welchem der längsbewegliche Ventilsitz an einer unter Federdruck stehenden Ventilsitzhülse angebracht ist, die in dem umgebenden Ventilkörper gleitet und einen Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser derfesten und längsbeweglichen Ventilsitze entspricht. Bei diesem Tellerventil werden die relativ zu ihrem abstützenden Element beweglichen Flächen durch Federn in Richtung auf die mit ihnen zusammenwirkenden Flächen vorgespannt.

Fällt hierbei eine der Federn, insbesondere nach längerem Gebrauch aus, so kann es zu einem Verklemmen des die bewegliche Fläche tragenden Teils kommen, so dsß die Funktionsfähigkeit des Ventils zumindest beeinträchtigt wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Funktionsfähigkeit eines Tellerventils zu erhöhen. Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tellerventil mit einem Gehäuse, das eine erste und zweite Ventilsitzfläche abstützt, zwei tellerartigen Ventilteilen mit einer ersten bzw. zweiten Dichtfläche, die in dem Gehäuse beweglich gelagert sind und einem Betätigungselement', das die Ventilteile zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegt, so auszubilden, daß keine extrem engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen und dennoch eine sichere Dichtungsanlage der verschiedenen Ventilteiie an den zugehörigen Ventilsitzen sichergestellt ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an die bewegliche Ventilsitzfläche ein Strömungsmittel-Druckunterschied anlegbar ist, wenn sich die Ventilteile in einer Stellung befinden, in der die bewegliche Ventilsitzfläche nicht an ihrer zusammenwirkenden Fläche anliegt, um die bewegliche Ventilsitzfläche in Richtung auf ihre zusammenwirkende Fläche zu drücken.

Das Betätigungselement weist einen Ventilschaft auf, wobei die beiden tellerartigen Ventilteile an dem Ventilschaft mit einem axialen Abstand zueinander befestigt sind, und die bewegliche Ventilfläche ist eine der beiden Ventilsitzflächen.

Die bewegliche Fläche ist an einem Ende eines zylindrischen Ventilsitzteils vorgesehen, das in einer Bohrung eines Flansches abgedichtet bewegbar gelagert ist.

Der an den zylindrischen Ventilsitzteii anliegende Strömungsmittel-Druckunterschied bewirkt eine axial gerichtete resultierende Kraft, die auf ihn in eine Richtung wirkt, in der das zylindrische Ventilsitzteil von der anderen Ventilsitzfläche weggedrückt wird.

Die resultierende Kraft ist durch Vorspannmittel innerhalb des Gehäuses unterstützt.

Die Vorspannmittel sind durch eine Schraubendruckfeder gebildet.

Die resultierende Kraft ist durch Strömungsmitteldruck ausgeübt.

Die resultierende Kraft ist durch unterschiedliche Wirkflächen auf den gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Ventilsitzteils erzeugt.

In weiterer Ausbildung sind die restlichen Flächen bezüglich ihrer abstützenden Elemente ortsfest angeordnet, und das erste tellerartige Ventilteil empfängt, wenn es sich in Dichtungsanlage mit der ersten Stirnfläche befindet, eine axial gerichtete resultierende Kraft, die in einer Richtung wirkt, in der das erste Ventilteil gegen die erste Stirnfläche gedrückt wird.

Die axial gerichtete resultierende Kraft ist von einem durch das Tellerventil strömenden Druckmittel erzeugt.

In weiterer Ausbildung ist die Bohrung in mehrere Kammern unterteilt, die jeweils mit einem Auslaßkanal in der Seitenwand des Gehäuses in Verbindung stehen, das Betätigungselement ist als Ventilschaft ausgebildet, das in der Bohrung beweglich angeordnet ist, mehrere tellerartige ausgebildete Ventilteiie sind vorgesehen, die von dem Betätigungselement abgestützt werden, wobei ein erstes und ein zweites dieser Ventilteile an gegenüberliegenden Enden des Betätigungselementes angeordnet und jeweils zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung bewegbar sind, um wahlweise ein erstes Paar benachbarter Kammern und ein zweites Paar benachbarter Kammern miteinander zu verbinden, ein drittes tellerartiges Ventilteil ist von dem Betätigungselement zwischen dem ersten Ventilteitund dem zweiten Ventilteil abgestützt, wobei in der ersten Stellung eine weitere Kammer mit einer benachbarten Kammer des ersten Kammerpaares und in der zweiten Stellung die weitere Kammer mit einer angrenzenden Kammer des zweiten Kammerpaares verbunden wird. Weiterhin sind ein erstes Ventilsitzteii und ein zweites Ventilsitzteil vorgesehen, die axial mit Abstand angeordnet und von dem Gehäuse abgestützt sind, wobei das dritte Ventilteil an dem erstsn bzw. zweiten Ventilsitzteil anliegt,- waon^es sich in dar ersten bzw. zweiten Stellung befindet, ein vom Gehäuse abgestütztes drittes Ventilsitzteil ist zwischen den Kammern des ersten Kammerpaares angeordnet und wahlweise von dem ersten Ventilteil in einer Schließstellung erfaßbar. Ein viertes Ventilsitzteil, das von dem Gehäuseelement abgestützt wird, ist zwischen den Kammern des zweiten Kammerpaares angeordnet und wahlweise von dem zweiten Ventilteil in einer Schließstellung erfaßbar.

Das bewegliche Teil ist eines der Ventilsitzteile.

Das dritte und vierte Ventilsitzteil sind relativ zu dem sie abstützenden Gehäuse beweglich und durch Strömungsmitteldruck in Richtung auf das erste und zweite Ventilteil vorgespannt.

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Erfindungsgemäß weist bei dem Tellerventil, das den Strom von Druckmittel durch das Tellerventil wahlweise gesteuert, das dritte Ventilteil eine axial gerichtete Fläche auf, die mit Druckmittel beaufschlagt ist, um auf sie in einer ersten Richtung eine axiale Kraft auszuüben, die größer ist als eine entgegengesetzt gerichtete axiale Kraft, die auf das erste und zweite Ventilteil und ihre zugehörigen Ventilsitzteile einwirkt, wenn sie aneinander anliegen, wodurch das erste und zweite Ventilteil und das dritte

Ventilteil in einer vorgegebenen Stellung von dem Druckmittel gehalten werden. ,

Die Unterteilung der Bohrung in Kammern erfolgt durch eine in die Bohrung eingepaßte Hülsenanordnung, die einen ersten und zweiten Flansch zum Abstützen des dritten und vierten Ventilsitzteiles und weitere Flansche zur Bildung des ersten und zweiten Ventilsitzteiles umfaßt.

Die Hülsenanordnung weist mehrere Hülsenteile auf, die axial aneinander anliegend angeordnet sind.

Die Unterteilung der Bohrung in Kammern erfolgt durch einstückig angeformte, axial mit Abstand angeordnete Flansche, wobei der erste und zweite ortsfeste Ventilsitz an aneinander angrenzenden Flanschen gebildet sind.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventil ist mindestens ein Ventilteil bezüglich des das Ventilteil abstützenden Teiles beweglich. Vorzugsweise sind es ein oder mehrere Ventilsitze, die bezüglich des Gehäuses beweglich sind. Eine andere Möglichkeit besteht jedoch darin, daß die tellerartigen Ventilteile (Verschlußglieder) bezüglich des Ventilschaftes beweglich gelagert sind.

Die beweglich gelagerten Ventilsitze sind so ausgelegt, daß sie sich an das Ventilteil entweder zur selben Zeit oder zu einem geringfügig früheren Zeitpunkt anlegen als der ortsfeste Ventilsitz von seinem Ventilteil erfaßt wird.Wenn die beweglichen Ventilsitze vor dem ortsfesten Ventilsitz erfaßt werden, bewegen sie sich mit dem zugehörigen Ventilteil mit bis der ortsfeste Ventilsitz erfaßt wird, was im üblichen Rahmen liegende Herstellungstoleranzen für das Ventil erlaubt.

Wird eine durch Druck erzeugte resultierende Kraft eingesetzt, um das Ventil in einer seiner beiden Stellungen zu halten, werden die Flächen, auf die das vom Ventil gesteuerte Druckmittel einwirkt, so bemessen, daß ein Druckungleichgewicht erzeugt wird, das das Ventil in der gewünschten Stellung hält. Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventil ist somit die einzige benötigte Betätigungskraft diejenige Kraft, die zum Umschalten des Ventils benötigt wird, und eine externe Haltekraft zum Halten des Ventils in dieser Stellung ist nicht notwendig.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch ein Zweistellungs-Vierwege-Tellerventil;

Fig. 2: einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Zweistellungs-Vierwege-Tellerventiles.

Das in Fig. 1 gezeigte Ventil 10 ist ein Zweistellungs-Vierwege-Ventil und umfaßt ein Gehäuse 12 mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Bohrung 14. Mehrere radial verlaufende, mit Abstand angeordnete Flansche 16; 18; 20; 22 unterteilen das Innere des Gehäuses 12 in mehrere benachbarte Kammern 24; 26; 28; 30; 32. Jeder der Flansche 16; 18; 20; 22 ist mit einem Bohrungsabschnitt 34; 36; 38; 40 versehen, die koaxial zueinander angeordnet sind. Ein Auslaßkanal 29 in der Seitenwand des Gehäuses 12 mündet in die als Einlaßkammer vorgesehene Kammer 28, während zwei in Längsrichtung mit Abstand benachbarte Auslaßkanäle 27; 31 in die als Auslaßkammern vorgesehenen Kammern 26; 30 münden. Ferner sind im Gehäuse 12 zwei Auslaßkanäle 25; 33 in Form von Entlüftungsöffnungen vorgesehen, die in die als Entlüftungskammern vorgesehenen Kammern 24; 32 münden. ·

Innerhalb der Bohrungsabschnitte 34; 40 des Gehäuses 12 sind zwei bewegliche Ventilsitzteile 42; 44 angeordnet. Wie dargestellt, ist jedes bewegliche Ventilsitzteil 42;'44 zylindrisch ausgebildet und so bemessen, daß es in seinem Bohrungsabschnitt 34 bzw. 40 frei verschiebbar ist. Die Ventilsitzteile 42; 44 sind an ihrem Umfang jeweils mit einer Ringnut 46 bzw. 48 versehen, in der ein Dichtungsteil 50, z. B. ein 0-Ring, sitzt, um für eine Abdichtung an den Seitenwänden jedes Bohrungsabschnittes 34 bzw. 40 zu sorgen. Am Außenumfang jedes beweglichen Ventilsitzteiles 42; 44 ist ein radial gerichteter Ringflansch 54; 56 vorgesehen, der sich an eine Fläche 58 bzw. 60 der Flansche 16 bzw. 22 der Flansche 16 bzw. 22 anlegt, um eine axial einwärts gerichtete Bewegung des entsprechenden Ventilsitzteils 42; 44 zu begrenzen. Die äußeren Stirnflächen 62; 64 jedes beweglichen Ventilsitzteils 42; 44 sind so bearbeitet, daß sie als Ventilsitzfläche dienen. Wie dargestellt, verlaufen die Ventilsitzteile 42; 44 durch die entsprechenden Bohrungsabschnitte 34; 40 und ragen geringfügig in die entsprechenden Kammern 26 und 30 vor.

Am Außenumfang jedes der Ventilsitzteile 42; 44 sind angrenzend an ihren inneren Enden Ringnuten 65; 67 vorgesehen, in die Halteringe 69; 71 eingepaßt sind. Die Halteringe 69; 71 legen sich an entsprechende Flächen 73; 75 der Kammern 26; 30 an, um eine axial auswärts gerichtete Bewegung der Ventilsitzteile 42; 44 zu begrenzen. Vorzugsweise werden die Ventilsitzteile 42; 44 zur Montage in ihre entsprechenen Bohrungsabschnitte 34; 40 von gegenüberliegenden axialen Enden des Gehäuses 12 aus über Bohrungen 94; 94' bewegt, worauf die Halteringe 69; 71 durch die Auslaßkanäle 27; 31 hindurch eingesetzt und montiert werden können.

Ferner sind im Gehäuse 12 zwei ortsfeste Ventilsitze 66; 68 innerhalb der Einlaßkammer 28, die entsprechenden Bohrunysabschnitte 36; 38 umgebend, angeordnet.

Ein Ventilschaft 70 ist im Gehäuse 12 axial bewegbar gelagert. An dem Ventilschaft 70 ist ein tellerartiges Ventilteil 72 befestigt, und zwar wird es von zwei im wesentlichen identisch ausgebildeten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden, mit Flanschen versehenen Hülsenteilen 74; 76 ungefähr in der Mitte zwischen den entgegengesetzten Enden des Ventilschaftes 70 gehalten. Das als Einlaßventil dienendeVentilteil 72 besteht aus einem scheibenförmigen Kernteil 78 aus.Metall, der. von einer Umhüllung 80 aus Gummi oder einer polymeren Verbindung umgeben ist. Zwei ringförmige rippenartige Vorsprünge 82; 84 sind auf den gegenüberliegenden axi?'en Seiten angrenzend am Außenumiang ander Umhüllung 80 einstückig angeformt, Die rippenartigen Vorsprünge 82; 84 sind so ausgelegt, daß sie sich an die die Bohrungsabschnitte 36; 38 umgebenden Ventilsitze 66; 68 dichtend anlegen können.

Zwei weitere, im wesentlichen identisch ausgebildete tellerartige Ventilteile 86; 88 sind an den entgegengesetzten axialen Enden des Ventilschaftes 70 angebracht und otoßen axial an den entsprechenden entgegengesetzten Enden der Hülsenteile 74; 76 an. Um das Ventilteil 72, die Hülsenteile 74; 76 und die Ventilteile 86; 88 auf dem Ventilschaft 70 festzulegen, ist angrenzend an einem Ende des Ventilschaftes 70 ein Haltering 77 angeordnet. Das andere Ende des Ventilschaftes 70 ist vorzugsweise mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Verriegelungsmutter 81 versehen, die gegen das angrenzende Ventilteil festgezogen wird, um die verschiedenen Teile auf dem Ventilschaft 70 zu halten. Da die Ventilteile 86; 88 im wesentlichen identisch ausgebildet sind, wird

nur eines davon im einzelnen beschrieben, wobei entsprechende Abschnitte des anderen Ventilteiles durch die gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Apostrophs bezeichnet sind.

Wie gezeigt, umfaßt das Ventilteil 86 ein ungefähr zylindrisches Element 90 mit einer Ausnehmung 92 in der axial auswärts gerichteten Stirnseite, die den Haltering 77 aufnimmt (eine entsprechende Ausnehmung 92 am Ventilteil 88 nimmt die Verriegelungsmutter 81 auf). Das zylindrische Element 90 hat einen solchen Durchmesser, daß es in einem Abschnitt der Bohrung 94 des Gehäuses 12 frei verschiebbar ist. Am Außenumfang des Elementes 90, nahe dessen äußeren Endes ist eine Ringnut 96,vorgesehen, in der eine an den Seitenwänden der Bohrung 94 anliegende Dichtung 98 sitzt.

In dem Ventilteil 86 ist eine ringförmige, sich axial einwärts öffnende, ungleichmäßig geformte Ausnehmung 100 gebildet, in der ein entsprechend geformtes Dichtungselement 107 angeordnet ist, das aus Gummi oder einer polymeren Verbindung hergestellt sein kann. Die Vorderkanten des Dichtungselementes 107 bilden eine ringförmige, axial vorstehende Rippe 104, die sich an die Stirnfläche 62 des Ventilsitzteiles 42 dichtend anlegen kann. Die Hülsenteile 74; 76 sind jeweils mit ringförmigen, axial verlaufenden, den Ventilschaft 70 umgebenden Abschnitten 83; 85 versehen, die sich durch die Dichtungselemente 102; 102' erstrecken und am Boden der Ausnehmungen 100; 100' anliegen und die dazu dienen, eine übermäßige axiale Kompression des Dichtungselementes 102 sowie eine mögliche Verformung der axial vorstehenden Rippe 104 zu vermeiden. Der Durchmesser A der Vorsprünge 82; 84 des Ventilteiles 72 ist wesentlich größer als der Durchmesser B der im wesentlichen identisch ausgebildeten Ventilsitzteile 42; 44, der wiederum größer ist als der Durchmesser C der Rippe 104 an den Ventilteilen 86; 88. Aufgrund dieser Durchmesserunterschiede ist das dargestellte Ventil in jeder seiner beiden Stellungen stabil und selbsthaltend; außerdem wird hierdurch erreicht, daß das jeweilige Ventilsitzteil 86; 88 bei einer Umschaltung seltsttätig wieder zurückkehrt, wie weiter unten beschrieben wird.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Ventils übt der Strömungsmitteldruck in der als Einlaßkammer vorgesehenen Kammer 28 eine nach links gerichtete Kraft auf das Ventilteil 72 aus, die dem Durchmesser A des Vorsprungs 82 proportional ist. Während dieser Zeit steht die als Auslaßkammer vorgesehene Kammer 26 mit der als Entlüftungskammer vorgesehenen Kammer 24 in ungedrosselter Strömungsverbindung, so daß in ihr ein niedriger bzw: atmosphärischer Druck herrscht. Der auf das Ventilteil 72 ausgeübten Kraft wirkt jedoch eine entgegengerichtete Kraft entgegen, die von dem Strömungsmitteldruck herrührt, der auf die inneren Stirnseiten des Ventilsitzteiles 44 und des Ventilteiles 88 einwirkt. Diese entgegenwirkende Kraft ist dem Durchmesser B des Ventiisitzteiles 44 proportional, der, wie erwähnt, kleiner ist als der Durchmesser A des Vorsprungs 82. Da in der als Einlaßkammer vorgesehenen Kammer 28 und in der als Auslaßkammer vorgesehenen Kammer 30 im wesentlichen der gleiche Druck herrscht und die wirksame Fläche des Ventilteiles 72, auf die dieser Druck einwirkt, größer ist als die von dem Ventilsitzteil 44 und dem Ventilteil 88 gemeinsam bereitgestellten wirksamen Fläche, auf die dieser Druck wirkt, ergibt sich eine resultierende Kraft, die das Ventilteil 72 in der gezeigten Stellung hält. Wenn der Ventilschaft 70 nach rechts verschoben wird,.ergibt sich eine im wesentlichen gleiche Beziehung zwischen dem Ventilteil 72, dem Ventilsitzteil 42 und dem Ventilteil 86. Das resultierende Druckungleichgewicht hält somit das Ventil in jeder der beiden Stellungen stabil, ohne daß eine externe Kraft aufgebracht

werden muß.

Ein gleiches Druckungleichgewicht wird dazu verwendet, die Ventilsitzteile 42; 44 zurückzustellen, wenn das Ventil 10 betätigt wird. In diesem Fall wirkt auf das in Dichtungsaniage befindliche Ventilteil 42 bzw. 44 eine resultierende Kraft, die den Unterschied zwischen seinem Durchmesser B und dem Durchmesser C der Rippe 104 bzw. 104' des Ventilteiles 86 bzw. 88 proportional ist. Wenn somit der Ventilschaft 70 beispielsweise nach rechts (in Fig. 1) verschoben wird, bewirkt diese resultierende Kraft, daß sich das Ventilsitzteil 44 und das zugehörige Ventilteil 88 synchron bewegen, bis sich der Haltering 71 an die Fläche 75 des Flansches 22 anlegt. Eine Fortführung der Betätigungsbewegung hat dann zur Folge, daß das Ventilteil 88 abgehoben wird, wodurch die als Auslaßkammer vorgesehene Kammer 30 mit der als Entlüftungskammer vorgesehenen Kammer 32 und dem zugehörigen Auslaßkanal 33 verbunden wird. Diese auf die Ventilsitzteile 42; 44 wirkende resultierende Kraft sorgt außerdem dafür, daß die Stirnflächen 62; 64 in dichtende Anlage mit der entsprechenden Rippe 104; 104' gedruckt werden, wodurch die Herstellung einer Strömungsmittelabdichtung unterstützt wird.

Vorzugsweise ist der maximale Abstand D zwischen den dichtenden Rippen 104; 104' und den zugehörigen Stirnflächen 62; 64 der Ventilsitzteile 42; 44 identisch mit dem Abstand E zwischen den dichtenden Vorsprüngen 82; 84 des Ventilteils 72 und seinen zugehörigen Ventilsitzen 66; 68. In der Praxis ist es jedoch äußerst schwierig, die notwendigen extremen engen Fertigungstoleranzen ohne übermäßig große Kosten zu erzielen. Bei dem Ventil der vorliegenden Erfindung ist es lediglich notwendig, sicherzustellen, daß der Abstand D nicht größer ist als der Abstand E, da jegliche zusätzliche Bewegung, die erforderlich ist, um die Vorsprünge 82; 84 an ihren entsprechenden Ventilsitzen 66; 68 anzulegen, durch eine Axialbewegung des einen oder anderen Ventilsitzteiles 42; 44 geliefert wird.

Die vorliegende Erfindung schafft so die Voraussetzung dafür, Tellerventile in einer Mehrstellungs-Mehrwegeventil-Anordnung zu verwenden, ohne daß extrem hohe Kosten zum Einhalten enger Fertigungstoleranzen aufgewendet werden müssen. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ventil 106 wird das gleiche Druckunterschiedskonzept wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel angewendet, wobei in diesem Fall jedoch zusätzliche Vorspannmittel für die beweglichen Ventilsitzteile vorgesehen sind, wie im folgenden genauer beschrieben wird. '

Das Ventil 106 umfaßt ein Gehäuse 108 mit mehreren in dessen Seite vorgesehenen Öffnungen, und zwar einer einzelnen Einlaßöffnung 114, zwei Auslaßöffnungen 112; 116 auf gegenüberliegenden Seiten der Einlaßöffnung 114 und zwei Entlüftungsöffnungen 110; 118 angrenzend an den entgegengesetzten Enden des Gehäuses 108. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich durch das Gehäuse 108 eine Bohrung 120, die im wesentlichen konstanten Durchmesser hat

und eine mehrteilige Hülsenanordnung 122 aufnimmt. ._,....

Die Hülsenanordnung 122 besteht aus zwei im wesentlichen identischen äußeren Hülsenteilen 124; 126, die sich von den jntgegengesctzten Enden des Gshäüses 108 nach innen erstrecken, un-lzwei im wesentlichen identischen inneren Hülsenteilen 128; 130, die zentral innerhalb der Bohrung 120 aneinander anliegend zwischen den inneren Enden der äußeren Hülsenteile 124; 126 angeordnet sind. In der Außenfläche jedes der Hülsenteile 124; 126; 128; 130 sind mehrere mit Abstand angeordnete Nuten 132 zur Aufnahme von Dichtungen 134 vorgesehen, die zur Erzielung einer Dichtwirkung an den Seitenwänden der Bohrung 120 anliegen.

Das äußere Hülsenteil 124 besitzt einen radial einwärts gerichteten, relativ breiten Flansch 136, in welchem ein im wesentlichen zylindrisch geformtes bewegliches Ventiisitzteil 138 gelagert ist. In der radial inneren Fläche des Flansches 136 befindet sich eine Ringnut 140 zur Aufnahme einer Dichtung 142, die an dem beweglichen Ventilsitzteil 138 dichtend anliegt. Das Ventilsitzteil 138

entspricht den oben beschriebenen Ventilsitzteilen 42; 44 und umfaßt eine Ventilsitzfläche 144 an einem Ende und einen ringförmigen, radial auswärts gerichteten Flansch 146 am geringfügig abgesetzten gegenüberliegenden Ende.

Ein als Auslaßventil dienendes tellerartiges Ventilteil 148 ist innerhalb der Hülsenanordnung 122 beweglich gelagert und an einem Ventilschaft 150 durch eine Mutter 152 befestigt. Das Ventilteil 148 weist ein ungefähr topfförmiges, unregelmäßig geformtes Ventilelement 154 auf, in dessen Umfang eine Ringnut 156 zur Aufnahme einer Dichtung 158 vorgesehen ist. In einer axial einwärts gerichteten Fläche des Ventilteiles 154 ist eine schwalbenschwanzförmige Ringnut 160 vorgesehen, in derein Dichtring 162 aus Gummi oder einer polymeren Verbindung sitzt. Wie dargestellt, steht das innere Ende {bezüglich des Gehäuses

108) des Dichtrings 162 geringfügig über die Innenfläche des Ventilteiles 154 vor, und es ist so ausgelegt, daß es sich an die zugewandte Ventilsitzfläche 144 des Ventilsitzteiles 138 anlegt, um die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 112 und der Entlüftungsöffnung 110 zu unterbrechen.

Das mittlere Hülsenteil 128 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und hat eine relativ kleine axiale Länge. An dessen axial äußerem Ende befindet sich ein radial einwärts gerichteter Flansch 164, dessen eine Seite mit einem elastischen Dichtungsteil 166 versehen ist. Die gegeüberliegende axiale Fläche besitzt eine relativ kleine ringförmige Nut 168 am inneren Rand, wodurch ein Sitz für ein Ende einer Schraubendruckfeder 170 gebildet wird. Das andere Ende der Schraubendruckfeder 170 liegt an der axialen Stirnfläche des Flansches 146 des Ventilsitzteils 138 an.

Die Schraubendruckfeder 170 wirkt als zusätzliches Vorspannmittel, um das Ventilsitzteil 138 in die gezeigte Stellung zu drücken, und stellt eine zusätzliche Sicherung dafür dar, daß die Ventilsitzfläche 144 am Dichtring 162 dicht anliegt.

Die soweit beschriebenen Elemente sind im wesentlichen identisch mit den entsprechenden Elementen in der rechten Hälfte des Ventils 106. Es wurden daher dieselben Bezugszeichen, versehen mit einem Apostroph, für die entsprechenden Elemente verwendet.

Ein als Einlaßventil dienendes tellerartiges Ventilteil 172 ist auf dem Ventilschaft 150 zwischen zwei entgegengesetzt gerichteten, mit Flanschen versehenen Abschnitten 174; 176 befestigt, deren entgegengesetzte Enden die Ventilteile 148; 148' in dem gewünschten axialen Abstand halten. Wie gezeigt, ist das Ventilteil 172 ungefähr zylindrisch ausgebildet und besitzt zwei axial vorstehende ringförmige Rippen 178; 180 auf axial gegenüberliegenden Seiten, die sich an die Dichtungsteile 166; 166' der inneren Hülsenteile 128 bzw. 130 dichtend anlegen können.

Das Ventil 106 ist in dergleichen Weise wie oben beschrieben ausgelegt, um die verschiedenen Druckunterschiede dazu zu benutzen, das Ventil in jeder der beiden Stellungen stabil zu halten und um die Ventilsitzteile 138; 138' in Dichtungsanlage mit den Dichtringen 162; 162'zu drücken sowie sie in eine ausgefahrene Stellung zurückzustellen, wie es für das Ventilsitzteil 138 in Fig. 2 gezeigt ist. Der Durchmesser F der Rippen 178; 180 des Ventilteils 172 ist somit größer als der Durchmesser G der Ventilsitzteile 138; 138'. Außerdem ist der Durchmesser G größer als der Durchmesser H der Dichtringe 162; 162'. Wie oben erwähnt, erstrecken sich ferner die Ventilsitzteile 138; 138' durch die Flansche 136; 136' ausreichend weit hindurch, um sicherzustellen, daß der Abstand I zwischen den Dichtringen 162; 162' und den Ventilsitzflächen 144; 144' kleiner ist als der Abstande I zwischen den Rippen 178; 180 und den Ventilsitzflächen 166; 166', so daß sich die Dichtringe 162; 162'an die Ventilsitzflächen 144; 144' de Ventilsitzteile 138; 138' anlegen und eine Axialbewegung derselben hervorrufen, bis das Ventilteil 172 sich in voller Dichtungsanlage befindet, wodurch sichergestellt wird, daß irgendwelche Dimensionsschwankungen aufgrund von Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.

Durch die vorliegende Erfindung ist somit ein Ventil geschaffen, bei dem mehrere auf einem einzigen Ventilschaft montierte tellerartige Ventilteile verwendet sind, die mit einer Kombination von ortsfesten und beweglichen Ventilsitzen zusammenwirken, um Herstellungstoleranzen ausgleichen zu können.

Claims (17)

1. Tellerventil mit einem Gehäuse, das eine erste Ventilsitzfläche und eine zweite Ventilsitzfläche abstützt, zwei tellerartigen Ventilteilen mit einer ersten bzw. zweiten Dichtfläche, die in dem Gehäuse beweglich gelagert sind, wobei die erste Dichtfläche in und außer Dichtungsanlage mit der ersten Ventilsitzfläche und die zweite Dichtfläche in und außer Dichtungsanlage mit der zweiten Ventilsitzfläche bewegbar ist, und einem Betätigungselement, das die Ventilteile zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegt, wobei in der ersten Stellung die erste Ventilsitzfläche von der ersten Dichtfläche erfaßt wird und die zweite Dichtfläche von der ersten Ventilsitzfläche beabstandet ist und in der zweiten Stellung

anliegt, wobei eine der zweiten Fläche relativ zu ihrem abstützenden Element bewegbar ist, um eine Dichtungsanlage zwischen den Ventilteilen und den Ventilsitzflächen sicherzustellen, gekennzeichnet dadurch, daß an die bewegliche Ventilsitzfläche aus einer Stirnfläche (64) und einer Rippe (104J ein Strömungsmittel-Druckunterschied anlegbar ist, wenn sich die Ventilteile (86; 88) in einer Stellung befinden, in der die bewegliche Ventilsitzfläche nicht an ihrer zusammenwirkenden Fläche aus einer Stirnfläche (62) und einer Rippe (104) anliegt.

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Erfindungsanspruch:

2. Tellerventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Betätigungselement einen Ventilschaft (70) aufweist, wobei die beiden tellerartigen Ventilteile (86; 88) an dem Ventilschaft (70) mit einem axialen Abstand zueinander befestigt sind, und die bewegliche Ventilfläche eine der beiden Ventilsitzflächen in Form von Stirnflächen (62; 64) ist.

3. Tellerventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die bewegliche Fläche an einem Ende eines zylindrischen Ventilsitzteils (42; 44) vorgesehen ist, das in einer Bohrung eines Flansches (16; 22) abgedichtet bewegbar gelagert ist.

4. Tellerventil nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der zylindrische Ventilsitzteil (42; 44) durch einen anliegenden Strömungsmittel-Druckunterschied als resultierende Kraft axial von der anderen Ventilsitzfläche wegdrückbar ist.

5. Tellerventil nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die resultierende Kraft durch Vorspannmittel innerhalb des Gehäuses (108) unterstützt ist.

6. Tellerventil nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorspannmittel durch eine Schraubendruckfeder (170; 170') gebildet sind.

7. Tellerventil nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die resultierende Kraft durch Strömungsmitteldruck ausgeübt ist.

8. Tellerventil nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die resultierende Kraft durch unterschiedliche Wirkflächen auf den gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Ventilsitzteils (42; 44) erzeugt ist.

9. Tellerventil nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß die restlichen Flächen bezüglich ihrer abstützenden Elemente ortsfest angeordnet sind und das erste tellerartige Ventilteil (86) axial gegen die erste Stirnfläche (62) gedrückt ist.

10. Tellerventil nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die axial gerichtete resultierende Kraft von einem durch das Tellerventil strömenden Druckmittel erzeugt ist.

11. Tellerventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrung in mehreren Kammern (24; 26; 28; 30; 32) unterteilt ist, die jeweils mit einem Auslaßkanal (25; 27; 29; 31; 33) in der Seitenwand des Gehäuses (12) in Verbindung stehen, das Betätigungselement als Ventilschaft (70) mit zwei Hülsenteilen (74; 76) ausgebildet ist, an dessen gegenüberliegenden Enden ein erstes Ventilteil (86) und ein zweites Ventilteil (88) angeordnet und jeweils zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung bewegbar sind, ein drittes tellerartiges Ventilteil (72) von dem Betätigungselement zwischen dem ersten Ventilteil (86) und dem zweiten Ventilteil (88) abgestützt ist, wobei in der ersten Stellung eine weitere Kammer (28) mit einer benachbarten Kammer (26) des ersten Paares von Kammern (24; 26) verbunden ist und in der zweiten Stellung die weitere Kammer (28) mit einer angrenzenden Kammer (30) des zweiten Paares von Kammern (30; 32) verbunden ist, ein erstes Ventiisitzteil und ein zweites Ventilsitzteil in Form von Flanschen (18; 20) vorgesehen sind, die axial mit Abstand angeordnet und von dem Gehäuse (12) abgestützt sind, wobei das dritte Ventilteil (72) an dem ersten bzw. zweiten Ventilsitzteil anliegt, wenn es sich in der ersten bzw. zweiten Stellung befindet, ein vom Gehäuse (12) abgestütztes drittes Ventilsitzteil (42) zwischen den Kammern (24; 26) des ersten Kammerpaares angeordnet ist und wahlweise von dem ersten Ventilteil (86) in einer Schließstellung erfaßbar ist und ein vom Gehäuse (12) abgestütztes viertes Ventilsitzteil (44) zwischen den Kammern (30; 32) des zweiten Kammerpaares angeordnet ist, und wahlweise von dem zweiten Ventilteil (88) in einer Schließstellung erfaßbar ist.

12. Tellerventil nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß das bewegliche Teil eines der Ventilsitzteile (42; 44) bzw. Flansche (18; 20) ist.

13. Tellerventil nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß das dritte und vierte Ventilsitzteil (42; 44) relativ zu dem sie abstützenden Gehäuse (12) beweglich und durch Strömungsmitteldruck in Richtung auf das Erste und zweite Ventilteil (86; 88) vorgespannt sind.

14. Tellerventil nach Punkt 11, das den Strom von Druckmittel durch das Tellerventil wahlweise steuert, gekennzeichnet dadurch, daß das dritte Ventilteil (72) eine axial gerichtete Fläche aufweist, die mit Druckmittel beaufschlagt ist.

15. Tellerventil nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Unterteilung der Bohrung (120) in Kammern durch eirs in die Bohrung (120) eingepaßte Hülsenanordnung vorgenommen ist, die einen ersten und zweiten Flansch (136; 136') zum Abstützen des dritten und vierten Ventilsitzteiles (138; 138') und weitere Flansche (164; 164') zur Bildung dos ersten und zweiten Ventilsitzteiles umfaßt.

16. Tellerventil nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Hülsenanordnung mehrere Hülsenteile (124; 126; 128; 130) aufweist, die axial aneinander anliegend angeordnet sind.

17. Tellerventil nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Unterteilung der Bohrung in Kammern durch einstückig angeformte, axial mit Abstand angeordnete Flansche (16; 18; 20; 22) vorgenommen ist, wobei der erste und zweite ortsfeste Ventilsitz (66; 68) an am inander angrenzenden Flanschen (18; 20) gebildet sind.

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