EP1519054A2 - Vorgesteuertes Mehrwegeventil - Google Patents

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EP1519054A2
EP1519054A2 EP04019351A EP04019351A EP1519054A2 EP 1519054 A2 EP1519054 A2 EP 1519054A2 EP 04019351 A EP04019351 A EP 04019351A EP 04019351 A EP04019351 A EP 04019351A EP 1519054 A2 EP1519054 A2 EP 1519054A2
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EP
European Patent Office
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valve
pilot
housing main
main part
housing
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EP04019351A
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EP1519054B1 (de
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Grzegorz Bogdanowicz
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Festo SE and Co KG
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    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574—Supply and exhaust
    • Y10T137/86582—Pilot-actuated
    • Y10T137/86614—Electric

Definitions

  • the invention relates to a pilot-operated multiway valve, with a main valve, which has a main valve body and an in a slider receiving the same arranged elongated valve spool having, wherein the valve spool a the connection between the side opening into the slider receptacle Valve channels controlling control section and at least one end for controlled fluid loading having serving drive portion, wherein at least the part containing the control section of the slider receptacle in a one-piece housing main body of the main valve body located, and with at least one with the Main valve to a module combined pilot valve for controlling the fluid admission of at least one Drive portion of the valve spool, the one at a with a pilot valve seat equipped mounting interface mounted and an electrically operated pilot element having headpiece.
  • a multi-way valve of this type is known from US Pat. No. 5,597,015 via a main valve with a main valve body, the one the control portion of the valve spool receiving one-piece housing body and two at opposite Having end faces attached thereto lid parts.
  • a pilot valve installed, the itself from an attached to the cover part intermediate plate and a head piece attached to the intermediate plate.
  • the intermediate plate defines a mounting interface and a pilot valve seat for a header of the Pilot valve that attach to the mounting interface leaves and an electromagnetically actuated pilot member which cooperates with the valve seat to the fluid loading of an end-side drive section to control the valve spool.
  • the main valve and the pilot valve are thus combined to form an assembly, which is composed of relatively many components, which is a not inconsiderable expense for the production and assembly of the multi-way valve conditionally.
  • DE 41 10 926 C2 discloses a pressure limiting valve, the one valve housing with end-mounted control valves having. Inside the valve housing is a bush-shaped Valve insert attached, formed on the valve seats which interact with valve members which be acted upon by the control valves. Also the production This pressure relief valve is relatively cumbersome.
  • At least one Mounting interface including the associated pilot valve seat an integral part of the casing body of the main valve body is to which the head piece of the relevant pilot valve is directly attached.
  • pilot-operated multi-way valve with increased degree of integration.
  • the headpiece of at least one Pilot valve is no longer under interposition of a additional intermediate plate installed on the housing main body, but directly to a directly on the housing main body trained mounting interface, where at the same time the associated pilot valve seat on the housing main body is provided. It saves a cumbersome in this way Assembly of a variety of separate parts and can also reduce the manufacturing costs, because the pilot valve seat directly in the production of the housing main part can be realized.
  • Such a design in a plastic material existing Housing main part since the possibility is created here Injection molding of the housing main body, the mounting interface and the associated pilot valve seat directly to form in one piece.
  • the housing main part has an elongated shape.
  • This can be at least one mounting interface with the associated pilot valve seat on one longitudinal side the housing main body are, with this longitudinal side at later intended use of the multi-way valve in particular represents the top of the valve.
  • the mounting interface with the pilot valve seat to provide a front side of the housing main body.
  • a manual independent of the power supply To be able to actuate a pilot valve, this is expediently a manual override device assigned.
  • a pilot valve In conjunction with a pilot valve, its mounting interface and pilot valve seat as a component the housing main part are executed is equiprobrice also the manual override in the Housing main part integrated.
  • an operable from the outside actuator of the manual override device in a recess of the housing main part to arrange.
  • the invention can be both multiway valves with only a pilot valve as well as in embodiments with two Implement pilot valves.
  • the Possibility of the two pilot valves to a pilot unit To summarize, which is a header with two pilot elements at a mounting interface of the Housing body is mounted, with two integrated Valve seats is equipped.
  • the at least one electrically actuable pilot valve it is in particular a solenoid valve. It However, other designs are possible, for example in Shape of a piezo valve.
  • the figure shows a total denoted by reference numeral 1 pilot-operated multi-way valve, as an example as a component a valve assembly, in addition, at least one more preferably plate-like fluid distributor.
  • 2 has, on which the multi-way valve 1 - by means of suitable Fasteners 3 - is releasably attached.
  • the multi-way valve 1 serves to control fluid flows, wherein it is in the medium to be controlled in particular to Compressed air acts. In principle, it can also be to act a different gaseous or hydraulic fluid.
  • the multi-way valve 1 has a main valve 4, which with at least one and in the embodiment with two pilot valves 5a, 5b is combined to form an assembly.
  • the pilot valves 5a, 5b serve the controlled fluid admission an elongate valve spool 6 of the main valve 4, to shift it linearly and as desired position.
  • pilot valves 5a, 5b are electrically actuated types and executed in the embodiment as solenoid valves. In principle, however, would be other types of valves used as pilot valves, such as piezo valves.
  • the main valve 4 has a main valve housing 7 with a elongated, one-piece housing main part 8, in which a in Longitudinal slide valve 12 formed that is, at least the most of the length of the valve spool 6 engaging control section 13 of the valve spool 6 absorbs.
  • This control section 13 serves the connection between the side opening into the slider recording Valve channels 14 to control by depending on the position these valve channels 14 fluidly in a predetermined pattern connects or disconnects from each other.
  • the valve spool as in the embodiment as a spool executed, its control section 13 includes a plurality axially alternately successively arranged longitudinal sections larger and smaller diameter.
  • a length portion of smaller diameter of the control section 13 to lie within a sealing means 15, results in between an annular overflow section, which allows the fluid to pass between the adjacent lengths the slide holder 12 and with this to flow over connected valve channels.
  • the valve spool 6 is in the region of its two axial ends each with a controlled Fluidbeetzschung enabling Drive section 16a, 16b equipped.
  • everyone Drive section 16a, 16b has for this purpose one of the Fluid acted upon end face 17.
  • both drive sections 16a, 16b are integral with the control section 13, wherein the entire valve spool 6 is a one-piece structure as a whole.
  • the diameter of the drive sections 16a, 16b the diameter of the longitudinal sections larger Diameter of the control section 13 corresponds. Indeed it would be readily possible, the drive sections 16a, 16b as with respect to the control section 13 separate components perform.
  • the drive sections 16a, 16b piston-like shape with a Outer diameter which is greater than that of the longitudinal sections larger diameter of the control section 13th
  • the fluid loading of the drive sections 16a, 16b becomes each controlled by one of the two pilot valves 5a, 5b. This allows the valve spool 6 in opposite Shift directions of its longitudinal axis and as needed position.
  • the multi-way valve 1 a 4/2 valve functionality.
  • the multi-way valve 1 with only one Pilot valve 5a if, by other means, For example, a spring device, a provision of Valve spool 6 is ensured in a basic position.
  • valve channels 14 are, inter alia, a Feeding channel 14a, the axially on both sides of each one Venting channel 14b, 14c is flanked. These channels communicate with in the fluid distributor 2 extending fluid distribution channels 18, fed and discharged through which the pressure medium becomes.
  • Two further valve channels 14 are as working channels 14d, 14e trained and lead, for example, to the fluid distributor 2 opposite top of the housing main body. 8 out. There they are provided with connection means 22, which is the enable in particular detachable connection of fluid lines, leading to a consumer to be operated, for example to a drive activatable by fluid force.
  • the main valve 4 is designed in the embodiment so that not only the control section 13 but also the drive sections 16a, 16b and thus the entire valve spool 6 lies within the one-piece housing main part 8.
  • the valve spool 6 protrudes with its the drive sections 16a, 16b forming end portions each in a frontal End portion 23a, 23b of the slider receptacle 12 in, by external sealing means 15 'from the central area the slide holder 12 is separated, in which the Control section 13 is located.
  • the slider receptacle 12 is at a in the drawing right first end face by a front-side wall portion 24 of the housing main part. 8 tightly closed.
  • the frontal wall portion 24 is so one-piece component of the slide holder 12 circumferentially enclosing housing body 8.
  • the slider receptacle 12 from the housing body 8 not limited, so that they total in the manner of a blind hole is formed in the housing main body 8.
  • Your longitudinal axis runs parallel to the longitudinal axis of the housing main part 8th.
  • the slider receptacle 12 is through a separate cover part 25 of the main valve housing 7 under Sealing and in particular releasably closed.
  • the in the region of the first end face of the slide holder 12th arranged first pilot valve 5a is partially in unit with the housing main part 8 of the main valve housing. 7 educated.
  • the first pilot valve 5a includes a bottom part 26 a, that of the front wall portion 24th defining end portion of the housing main body 8 is formed is.
  • a mounting interface 27a is formed, the one integral with the housing main body 8 executed Pilot valve seat 28a has. The latter is expediently recessed a little way within the housing main part 8 housed.
  • the bottom part 26a has the first pilot valve 5a via a head piece 32, which is a movable pilot member 33, which is a bit far from the below as a pilot housing 34 designated housing of the head piece 32 stands out.
  • the pilot member 32 is in the embodiment formed by a movable armature 35 or coupled with this movement, the at least one in the Pre-control housing 34 associated solenoid coil 36 assigned is that via externally accessible electrical contact means 37 can be acted upon by an excitation voltage.
  • the header 32 is mounted to the mounting interface 27a, wherein the pilot housing 34 directly on the front side the housing main part 8 is applied and wherein the pilot member 33, a position opposite the pilot valve seat 28a occupies.
  • the attachment to the main valve housing 7 takes place for example, by means of dash-dotted lines indicated fastening screws 38 or other fasteners.
  • the housing main part 8 is made Plastic material, if necessary by fibers or other Elements can be reinforced. It is by pouring, in particular produced by injection molding.
  • the pilot valve seat 28a may be an integral part of the housing body 8 are made directly. A such one piece of housing main body 8 and pilot valve seat 28a, however, is also metallic Construction readily possible.
  • the pilot valve seat 28a defines the mouth of a pilot feed passage 42a, the one for actuating the valve spool 6 introduces required pressure medium. In the embodiment he branches for this purpose within the housing main body 8 from the feed channel 14a.
  • the pilot valve seat 28a is in one of a frontal depression of the housing main part 8 defined Valve chamber 43 a, in which the pilot member 33 protrudes. From her goes from a pilot control working channel 44a, the wall the housing main part 8 passes through and in the first front end portion 23a of the slider receptacle 12 opens.
  • a pilot exhaust passage 45a is provided, the - in particular on the pilot member 33 over - the Valve chamber 43a connects to the environment, where he has a the back of the pilot member 33 opposite Vent valve seat 46a has.
  • the first pilot valve 5a with a 3/2-valve function operate.
  • the pilot control element 33 is under the action of a schematically indicated spring 47 on the pilot valve seat 28a and blocks the pilot feed passage 42a. simultaneously is the front end portion 23a via the pilot working channel 44a and the pilot exhaust passage 45a to Atmosphere vented.
  • the second pilot valve 5b can thus the valve spool. 6 in the drawing to the right in the below the midline shown first switch position spent.
  • the main difference between the two pilot valves 5a, 5b is that the second pilot valve 5b, the bottom part 26b is not an integral part of the Housing main part 8, but from the separate from the housing main body 8 executed lid part 25 is formed. consequently is located at the second pilot valve 5b also the mounting interface 27b and the pilot valve seat 28b on the cover part 25.
  • the operation of the two pilot valves 5a, 5b is identical, so that the valve slide. 6 through coordinated admission and venting the front end portions 23a, 23b of the slider receptacle 12 optionally shifted in one or the other direction can be.
  • the bottom part 26b is formed by the lid part 25 is a slight separation from the housing main body 8 possible, so that the open end the slide holder 12 is accessible to the valve spool 6 and install the sealant 15 and if necessary to be able to uninstall.
  • the first pilot valve 5a is so formed and arranged that its pilot valve seat 28a to lie in the axial extension of the slide holder 12 comes.
  • the slide holder 12 at the first end immediately is closed by the housing main part 8.
  • the first pilot valve 5a so on the Front side of the housing main body 8 to place that in axial extension of the slide holder 12 lying zone is not occupied, so that even on this front side of a removable Cover for the slide holder 12 are provided can.
  • this cover then has no function regarding of the first pilot valve 5a.
  • dash-dotted lines at 48 indicate that if necessary, at least one pilot valve 48 also on the longitudinal side can be placed on the main valve 4, in particular at the top of the main valve housing 7.
  • a mounting interface 27c and at least one associated pilot valve seat 28 c as an integral part of the housing main part. 8 arranged on the longitudinal side and with a head piece 32nd of the respective pilot valve 48 equipped.
  • one or two pilot valves provided in a corresponding manner alongside the housing main body 8 become.
  • the multi-way valve 1 has two pilot valves, there is also the possibility of this to a pilot unit to summarize, as in the drawing at 52 indicated by dash-dotted lines.
  • a pilot unit to summarize, as in the drawing at 52 indicated by dash-dotted lines.
  • first and second pilot valves 5a, 5b it should be mentioned that these each additionally with a manual override device 53a, 53b are equipped. This is in each case in the assigned bottom part Integrated 26a, 26b.
  • the manual override device 53 a is installed in the housing main body 8 and thus is located in the same component, too the mounting interface 27a and the pilot valve seat 28a of the associated first pilot valve 5a forms.
  • the manual override device is seated 53b expediently in the lid part 25th
  • the manual override 53a, 53b via a preferably plunger-like actuator 54 have, in a transverse to the longitudinal direction of the pilot member 33 aligned recess 55 of the bottom portion 26 a, 26b is slidably disposed, wherein the recess 55 at one end to the outside of the bottom part 26 and the other in the valve chamber 43 opens.
  • the actuator 54 has a preferably formed as an inclined surface Beaufschlagungspartie 56, which engages under the pilot member 33 and the associated Pilot valve seat 28a, 28b lifts off when the actuator 54 is displaced in the direction of the pilot member 33.
  • the displacement of the actuator 54 may be caused manually become.
  • the actuator 54 has the rear side an externally accessible actuating part 57.

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Abstract

Es wird ein Mehrwegeventil (1) vorgeschlagen, das ein Hauptventilgehäuse (7) und mindestens ein daran angeordnetes Vorsteuerventil (5a) aufweist. Das Hauptventilgehäuse (7) besitzt ein einstückiges Gehäusehauptteil (8), in dem zumindest der Steuerabschnitt (13) eines Ventilschiebers (6) angeordnet ist. Das Vorsteuerventil (5a) verfügt über ein Kopfstück (32), das an einer direkt am Gehäusehauptteil (8) ausgebildeten Montageschnittstelle (27a) montiert ist. Diese Montageschnittstelle (27a) ist außerdem mit einem Vorsteuerventilsitz (28a) ausgestattet, der ein integraler Bestandteil des Gehäusehauptteils (8) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Mehrwegeventil, mit einem Hauptventil, das ein Hauptventilgehäuse und einen in einer Schieberaufnahme desselben angeordneten länglichen Ventilschieber aufweist, wobei der Ventilschieber einen die Verbindung zwischen seitlich in die Schieberaufnahme einmündenden Ventilkanälen steuernden Steuerabschnitt und an wenigstens einem Ende einen zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung dienenden Antriebsabschnitt aufweist, wobei sich zumindest der den Steuerabschnitt enthaltende Bestandteil der Schieberaufnahme in einem einstückigen Gehäusehauptteil des Hauptventilgehäuses befindet, und mit mindestens einem mit dem Hauptventil zu einer Baugruppe zusammengefassten Vorsteuerventil zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung mindestens eines Antriebsabschnittes des Ventilschiebers, das ein an einer mit einem Vorsteuerventilsitz ausgestatteten Montageschnittstelle montiertes und ein elektrisch betätigbares Vorsteuerglied aufweisendes Kopfstück besitzt.
Ein aus der US 5 597 015 bekanntes Mehrwegeventil dieser Artverfügt über ein Hauptventil mit einem Hauptventilgehäuse, das ein den Steuerabschnitt des Ventilschiebers aufnehmendes einstückiges Gehäusehauptteil und zwei an entgegengesetzten Stirnseiten daran befestigte Deckelteile aufweist. An einem dieser Deckelteile ist ein Vorsteuerventil installiert, das sich aus einer an dem Deckelteil angebrachten Zwischenplatte und einem an der Zwischenplatte befestigten Kopfstück zusammensetzt. Die Zwischenplatte definiert eine Montageschnittstelle und einen Vorsteuerventilsitz für ein Kopfstück des Vorsteuerventils, das sich an die Montageschnittstelle ansetzen lässt und ein elektromagnetisch betätigbares Vorsteuerglied aufweist, das mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, um die Fluidbeaufschlagung eines endseitigen Antriebsabschnittes des Ventilschiebers zu steuern. Das Hauptventil und das Vorsteuerventil sind somit zu einer Baugruppe zusammengefasst, die sich aus verhältnismäßig vielen Komponenten zusammensetzt, was einen nicht unbeträchtlichen Aufwand für die Herstellung und Montage des Mehrwegeventils bedingt.
Aus der DE 41 10 926 C2 geht ein Druckbegrenzungsventil hervor, das ein Ventilgehäuse mit stirnseitig angebauten Steuerventilen aufweist. Im Innern des Ventilgehäuses ist ein buchsenförmiger Ventileinsatz befestigt, an dem Ventilsitze ausgebildet sind, die mit Ventilgliedern zusammenwirken, welche von den Steuerventilen beaufschlagt werden. Auch die Herstellung dieses Druckbegrenzungsventils ist relativ umständlich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorgesteuertes Mehrwegeventil zu schaffen, das sich einfacher und kostengünstiger herstellen lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass mindestens eine Montageschnittstelle einschließlich des zugehörigen Vorsteuerventilsitzes ein integraler Bestandteil des Gehäusehauptteils des Hauptventilgehäuses ist, an das das Kopfstück des betreffenden Vorsteuerventils direkt angebaut ist.
Auf diese Weise ergibt sich ein vorgesteuertes Mehrwegeventil mit erhöhtem Integrationsgrad. Das Kopfstück mindestens eines Vorsteuerventils ist nicht mehr unter Zwischenschaltung einer zusätzlichen Zwischenplatte am Gehäusehauptteil installiert, sondern direkt an einer unmittelbar an dem Gehäusehauptteil ausgebildeten Montageschnittstelle, wobei gleichzeitig auch der zugeordnete Vorsteuerventilsitz an dem Gehäusehauptteil vorgesehen ist. Man erspart sich auf diese Weise eine umständliche Montage einer Vielzahl gesonderter Teile und kann auch die Herstellungskosten reduzieren, weil der Vorsteuerventilsitz unmittelbar bei der Produktion des Gehäusehauptteils realisiert werden kann. Von besonderem Vorteil ist eine solche Bauform bei einem aus Kunststoffmaterial bestehenden Gehäusehauptteil, da hier die Möglichkeit geschaffen ist, bei der Spritzgießherstellung des Gehäusehauptteils die Montageschnittstelle und den zugehörigen Vorsteuerventilsitz direkt einstückig anzuformen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In aller Regel hat das Gehäusehauptteil eine längliche Gestalt. Dabei kann sich mindestens eine Montageschnittstelle mit dem zugehörigen Vorsteuerventilsitz an einer Längsseite des Gehäusehauptteils befinden, wobei diese Längsseite beim späteren bestimmungsgemäßen Einsatz des Mehrwegeventils insbesondere die Oberseite des Ventils darstellt. Um eine schlanke Bauweise zu erhalten, verbunden mit einer geringen Bauhöhe, wird es jedoch in den meisten Fällen vorteilhafter sein, die Montageschnittstelle mit dem Vorsteuerventilsitz an einer Stirnseite des Gehäusehauptteils vorzusehen. Diese letztgenannte Variante ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Schieberaufnahme an der die Montageschnittstelle aufweisenden Stirnseite durch einen von dem einstückigen Gehäusehauptteil gebildeten stirnseitigen Wandabschnitt dicht verschlossen ist, die Schieberaufnahme an dieser Stirnseite also praktisch nach einer Art eines Sackloches im Innern des Gehäusehauptteils endet. Auf diese Weise steht die gesamte äuβere Stirnfläche des Gehäusehauptteils für die Montage des Kopfstückes des betreffenden Vorsteuerventils zur Verfügung.
Um bei Bedarf eine von der Stromversorgung unabhängige manuelle Betätigung eines Vorsteuerventils vornehmen zu können, ist diesem zweckmäßigerweise eine Handhilfsbetätigungseinrichtung zugeordnet. In Verbindung mit einem Vorsteuerventil, dessen Montageschnittstelle und Vorsteuerventilsitz als Bestandteil des Gehäusehauptteils ausgeführt sind, ist zweckmäβigerweise auch die Handhilfsbetätigungseinrichtung in das Gehäusehauptteil integriert. Es ist beispielsweise möglich, ein von außen her betätigbares Stellglied der Handhilfsbetätigungseinrichtung in einer Ausnehmung des Gehäusehauptteils anzuordnen.
Die Erfindung lässt sich sowohl bei Mehrwegeventilen mit nur einem Vorsteuerventil als auch bei Ausführungsformen mit zwei Vorsteuerventilen realisieren. Im letzteren Falle besteht die Möglichkeit, die beiden Vorsteuerventile zu einer Vorsteuereinheit zusammenzufassen, die ein Kopfstück mit zwei Vorsteuergliedern aufweist, das an einer Montageschnittstelle des Gehäusehauptteils montiert ist, die mit zwei integrierten Ventilsitzen ausgestattet ist.
Bei dem mindestens einen elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil handelt es sich insbesondere um ein Magnetventil. Es sind jedoch auch andere Bauformen möglich, beispielsweise in Form eines Piezoventils.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt, teilweise im Längsschnitt, eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen vorgesteuerten Mehrwegeventils, wobei strichpunktiert zweckmäßige Varianten schematisch angedeutet sind.
Die Figur zeigt ein insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnetes vorgesteuertes Mehrwegeventil, beispielhaft als Komponente einer Ventilanordnung, die darüber hinaus zumindest noch einen bevorzugt plattenartig ausgebildeten Fluidverteiler 2 aufweist, auf dem das Mehrwegeventil 1 - mittels geeigneten Befestigungsmitteln 3 - lösbar befestigt ist.
Das Mehrwegeventil 1 dient zur Steuerung von Fluidströmen, wobei es sich bei dem zu steuernden Medium insbesondere um Druckluft handelt. Prinzipiell kann es sich allerdings auch um ein sonstiges gasförmiges oder hydraulisches Fluid handeln.
Das Mehrwegeventil 1 verfügt über ein Hauptventil 4, das mit mindestens einem und beim Ausführungsbeispiel mit zwei Vorsteuerventilen 5a, 5b zu einer Baugruppe zusammengefasst ist. Die Vorsteuerventile 5a, 5b dienen der gesteuerten Fluidbeaufschlagung eines länglichen Ventilschiebers 6 des Hauptventils 4, um diesen linear zu verlagern und wunschgemäß zu positionieren.
Die Vorsteuerventile 5a, 5b sind elektrisch betätigbare Bauarten und beim Ausführungsbeispiel als Magnetventile ausgeführt. Prinzipiell wären allerdings auch andere Ventilarten als Vorsteuerventile einsetzbar, beispielsweise Piezoventile.
Das Hauptventil 4 besitzt ein Hauptventilgehäuse 7 mit einem länglichen, einstückigen Gehäusehauptteil 8, in dem eine in Längsrichtung verlaufende Schieberaufnahme 12 ausgebildet ist, die wenigstens den den größten Teil der Länge des Ventilschiebers 6 einnehmenden Steuerabschnitt 13 des Ventilschiebers 6 aufnimmt. Dieser Steuerabschnitt 13 dient dazu, die Verbindung zwischen seitlich in die Schieberaufnahme einmündenden Ventilkanälen 14 zu steuern, indem er je nach Stellung diese Ventilkanäle 14 in einem vorgegebenen Muster fluidisch miteinander verbindet oder voneinander abtrennt. Ist der Ventilschieber wie beim Ausführungsbeispiel als Kolbenschieber ausgeführt, enthält sein Steuerabschnitt 13 mehrere axial abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnete Längenabschnitte größeren und kleineren Durchmessers. Diese kooperieren mit gehäusefesten, ringförmigen Dichtungsmitteln 15, die axial beabstandet in der Schieberaufnahme 12 angeordnet sind und letztere in mehrere Längenabschnitte unterteilen, die jeweils mit einem der Ventilkanäle 14 verbunden sind. Taucht der Steuerabschnitt 13 mit einem Längenabschnitt größeren Durchmessers konzentrisch in ein Dichtungsmittel 15 ein, wird er von diesem unter Abdichtung umschlossen, sodass die beidseits des Dichtungsmittels 15 liegenden Längenabschnitte der Schieberaufnahme 12 voneinander abgetrennt sind. Kommt hingegen ein Längenabschnitt kleineren Durchmessers des Steuerabschnittes 13 innerhalb eines Dichtungsmittels 15 zu liegen, ergibt sich dazwischen ein ringförmiger Überströmabschnitt, der es dem Fluid ermöglicht, zwischen den benachbarten Längenabschnitten der Schieberaufnahme 12 und den mit diesen verbundenen Ventilkanälen überzuströmen.
Der Ventilschieber 6 ist im Bereich seiner beiden axialen Enden mit jeweils einem eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung ermöglichenden Antriebsabschnitt 16a, 16b ausgestattet. Jeder Antriebsabschnitt 16a, 16b hat zu diesem Zweck eine von dem Fluid beaufschlagbare Stirnfläche 17. Beim Ausführungsbeispiel sind beide Antriebsabschnitte 16a, 16b einstückig mit dem Steuerabschnitt 13 verbunden, wobei der gesamte Ventilschieber 6 insgesamt ein einstückiges Gebilde ist. Es ist ferner vorgesehen, dass der Durchmesser der Antriebsabschnitte 16a, 16b dem Durchmesser der Längenabschnitte größeren Durchmessers des Steuerabschnittes 13 entspricht. Allerdings wäre es ohne weiteres möglich, die Antriebsabschnitte 16a, 16b als bezüglich dem Steuerabschnitt 13 gesonderte Komponenten auszuführen. Ferner besteht die Möglichkeit, die Antriebsabschnitte 16a, 16b kolbenartig zu gestalten mit einem Außendurchmesser der größer ist, als der derjenige der Längenabschnitte größeren Durchmessers des Steuerabschnittes 13.
Die Fluidbeaufschlagung der Antriebsabschnitte 16a, 16b wird jeweils von einem der beiden Vorsteuerventile 5a, 5b gesteuert. Dadurch lässt sich der Ventilschieber 6 in entgegengesetzten Richtungen seiner Längsachse verlagern und nach Bedarf positionieren. Beim Ausführungsbeispiel hat das Mehrwegeventil 1 eine 4/2-Ventilfunktionalität.
Es wäre möglich, das Mehrwegeventil 1 mit lediglich einem Vorsteuerventil 5a auszustatten, wenn durch andere Mittel, beispielsweise eine Federeinrichtung, eine Rückstellung des Ventilschiebers 6 in eine Grundstellung gewährleistet ist.
Bei den Ventilkanälen 14 handelt es sich unter anderem um einen Speisekanal 14a, der axial beidseits von jeweils einem Entlüftungskanal 14b, 14c flankiert ist. Diese Kanäle kommunizieren mit im Fluidverteiler 2 verlaufenden Fluidverteilerkanälen 18, über die das Druckmedium zugeführt und abgeführt wird. Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Entlüftungskanäle 14b, 14c innerhalb des Gehäusehauptteils 8 miteinander verbunden, sodass sie gemeinsam mit einem einzigen Fluidverteilerkanal 18 kommunizieren.
Zwei weitere Ventilkanäle 14 sind als Arbeitskanäle 14d, 14e ausgebildet und münden beispielsweise zu der dem Fluidverteiler 2 entgegengesetzten Oberseite des Gehäusehauptteils 8 aus. Dort sind sie mit Anschlussmitteln 22 versehen, die das insbesondere lösbare Anschließen von Fluidleitungen ermöglichen, die zu einem zu betätigenden Verbraucher führen, beispielsweise zu einem durch Fluidkraft aktivierbaren Antrieb.
Das Hauptventil 4 ist beim Ausführungsbeispiel so ausgeführt, dass nicht nur der Steuerabschnitt 13, sondern auch die Antriebsabschnitte 16a, 16b und somit der gesamte Ventilschieber 6 innerhalb des einstückigen Gehäusehauptteils 8 liegt. Der Ventilschieber 6 ragt mit seinen die Antriebsabschnitte 16a, 16b bildenden Endabschnitten jeweils in einen stirnseitigen Endabschnitt 23a, 23b der Schieberaufnahme 12 hinein, der durch äußere Dichtungsmittel 15' vom zentralen Bereich der Schieberaufnahme 12 abgetrennt ist, in dem sich der Steuerabschnitt 13 befindet.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Schieberaufnahme 12 an einer in der Zeichnung rechts liegenden ersten Stirnseite durch einen stirnseitigen Wandabschnitt 24 des Gehäusehauptteils 8 dicht verschlossen. Der stirnseitige Wandabschnitt 24 ist also einstückiger Bestandteil des die Schieberaufnahme 12 umfangsseitig umschließenden Gehäusehauptteils 8. An der entgegengesetzten zweiten Stirnseite des Gehäusehauptteils 8 hingegen ist die Schieberaufnahme 12 vom Gehäusehauptteil 8 nicht begrenzt, sodass sie insgesamt nach Art eines Sackloches in dem Gehäusehauptteil 8 ausgebildet ist. Ihre Längsachse verläuft parallel zur Längsachse des Gehäusehauptteils 8.
An der zweiten Stirnseite ist die Schieberaufnahme 12 durch ein gesondertes Deckelteil 25 des Hauptventilgehäuses 7 unter Abdichtung und insbesondere lösbar verschlossen. Das Deckelteil 25 kann, wie abgebildet, ein Stück weit axial in das Gehäusehauptteil 8 eintauchen.
Das im Bereich der ersten Stirnseite der Schieberaufnahme 12 angeordnete erste Vorsteuerventil 5a ist teilweise in Baueinheit mit dem Gehäusehauptteil 8 des Hauptventilgehäuses 7 ausgebildet. So enthält das erste Vorsteuerventil 5a ein Bodenteil 26a, das von dem den stirnseitigen Wandabschnitt 24 definierenden Endabschnitt des Gehäusehauptteils 8 gebildet ist. An diesem Bodenteil 26a, d.h. an der Stirnseite des Gehäusehauptteils 8, ist eine Montageschnittstelle 27a ausgebildet, die einen integral mit dem Gehäusehauptteil 8 ausgeführten Vorsteuerventilsitz 28a aufweist. Letzterer ist zweckmäßigerweise ein Stück weit versenkt innerhalb des Gehäusehauptteils 8 untergebracht.
Zusätzlich zu dem Bodenteil 26a verfügt das erste Vorsteuerventil 5a über ein Kopfstück 32, das ein bewegliches Vorsteuerglied 33 aufweist, das ein Stück weit aus dem im Folgenden als Vorsteuergehäuse 34 bezeichneten Gehäuse des Kopfstückes 32 herausragt. Das Vorsteuerglied 32 ist beim Ausführungsbeispiel von einem beweglichen Magnetanker 35 gebildet oder mit diesem bewegungsgekoppelt, dem mindestens eine im Vorsteuergehäuse 34 angeordnete Magnetspule 36 zugeordnet ist, die über von außen zugängliche elektrische Kontaktmittel 37 mit einer Erregerspannung beaufschlagbar ist.
Das Kopfstück 32 ist an der Montageschnittstelle 27a montiert, wobei das Vorsteuergehäuse 34 direkt an der Stirnseite des Gehäusehauptteils 8 anliegt und wobei das Vorsteuerglied 33 eine dem Vorsteuerventilsitz 28a gegenüberliegende Position einnimmt. Die Befestigung am Hauptventilgehäuse 7 erfolgt beispielsweise mittels strichpunktiert angedeuteten Befestigungsschrauben 38 oder anderen Befestigungsmitteln.
Beim Ausführungsbeispiels besteht das Gehäusehauptteil 8 aus Kunststoffmaterial, das bei Bedarf durch Fasern oder andere Elemente verstärkt sein kann. Es wird durch Gießen, insbesondere durch Spritzgießen hergestellt. Bei dieser Herstellung kann der Vorsteuerventilsitz 28a als einstückiger Bestandteil des Gehäusehauptteils 8 unmittelbar hergestellt werden. Eine solche Einstückigkeit von Gehäusehauptteil 8 und Vorsteuerventilsitz 28a ist allerdings auch bei einer metallischen Bauweise ohne weiteres möglich.
Der Vorsteuerventilsitz 28a umgrenzt die Mündung eines Vorsteuer-Speisekanals 42a, der das zur Betätigung des Ventilschiebers 6 erforderliche Druckmedium heranführt. Beim Ausführungsbeispiel zweigt er zu diesem Zweck innerhalb des Gehäusehauptteils 8 vom Speisekanal 14a ab.
Der Vorsteuerventilsitz 28a befindet sich in einer von einer stirnseitigen Vertiefung des Gehäusehauptteils 8 definierten Ventilkammer 43a, in die das Vorsteuerglied 33 hineinragt. Von ihr geht ein Vorsteuer-Arbeitskanal 44a ab, der die Wandung des Gehäusehauptteils 8 durchsetzt und in den ersten stirnseitigen Endabschnitt 23a der Schieberaufnahme 12 einmündet.
Schließlich ist noch ein Vorsteuer-Entlüftungskanal 45a vorgesehen, der - insbesondere am Vorsteuerglied 33 vorbei - die Ventilkammer 43a mit der Umgebung verbindet, wobei er einen der Rückseite des Vorsteuergliedes 33 gegenüber liegenden Entlüftungs-Ventilsitz 46a aufweist.
Somit kann das erste Vorsteuerventil 5a mit einer 3/2-Ventilfunktion betrieben werden. Im elektrisch deaktivierten Zustand liegt das Vorsteuerglied 33 unter der Wirkung einer schematisch angedeuteten Feder 47 am Vorsteuerventilsitz 28a an und sperrt den Vorsteuer-Speisekanal 42a ab. Gleichzeitig ist der stirnseitige Endabschnitt 23a über den Vorsteuer-Arbeitskanal 44a und den Vorsteuer-Entlüftungskanal 45a zur Umgebung hin entlüftet. Bei entsprechender Aktivierung des zweiten Vorsteuerventils 5b kann somit der Ventilschieber 6 in der Zeichnung nach rechts in die unterhalb der Mittellinie gezeigte erste Schaltstellung verbracht werden. Zum Umschalten des Ventilschiebers 6 nach links in die in der Zeichnung oberhalb der Mittellinie abgebildete zweite Schaltstellung wird das erste Vorsteuerventil 5a durch Anlegen einer Erregerspannung aktiviert, sodass das Vorsteuerglied 33 vom Vorsteuerventilsitz 28a abhebt und gleichzeitig am Entlüftungsventilsitz 46a zur Anlage gelangt. Nun kann Druckmedium aus dem Vorsteuer-Speisekanal 42a über den Vorsteuer-Arbeitskanal 44a in den benachbarten stirnseitigen Endabschnitt 23a der Schieberaufnahme 12 einströmen und den ersten Antriebsabschnitt 16a mit einer Druckkraft beaufschlagen.
Das der zweiten Stirnseite der Schieberaufnahme 12 zugeordnete zweite Vorsteuerventil 5b hat mit einer Ausnahme den gleichen Aufbau wie das erste Vorsteuerventil 5a. Bei den einander entsprechenden Komponenten wurde daher den Bezugsziffern an Stelle des Buchstabens "a" der Buchstabe "b" angefügt. Im Übrigen gilt die Funktionsbeschreibung zum ersten Vorsteuerventil 5a in Bezug auf das zweite Vorsteuerventil 5b entsprechend.
Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Vorsteuerventilen 5a, 5b besteht darin, dass beim zweiten Vorsteuerventil 5b das Bodenteil 26b kein einstückiger Bestandteil des Gehäusehauptteils 8 ist, sondern von dem gesondert vom Gehäusehauptteil 8 ausgeführten Deckelteil 25 gebildet ist. Folglich befindet sich bei dem zweiten Vorsteuerventil 5b auch die Montageschnittstelle 27b und der Vorsteuerventilsitz 28b an dem Deckelteil 25. Die Funktionsweise der beiden Vorsteuerventile 5a, 5b ist identisch, sodass der Ventilschieber 6 durch aufeinander abgestimmte Beaufschlagung und Entlüftung der stirnseitigen Endabschnitte 23a, 23b der Schieberaufnahme 12 wahlweise in die eine oder andere Richtung verschoben werden kann.
Indem bei dem zweiten Vorsteuerventil 5b das Bodenteil 26b von dem Deckelteil 25 gebildet ist, ist eine leichte Trennung vom Gehäusehauptteil 8 möglich, sodass die offene Stirnseite der Schieberaufnahme 12 zugänglich ist, um den Ventilschieber 6 und die Dichtungsmittel 15 installieren und bei Bedarf deinstallieren zu können.
Beim Ausführungsbeispiel ist das erste Vorsteuerventil 5a so ausgebildet und angeordnet, dass sein Vorsteuerventilsitz 28a in axialer Verlängerung der Schieberaufnahme 12 zu liegen kommt. Eine solche Bauform ist ohne weiteres möglich, wenn die Schieberaufnahme 12 an der ersten Stirnseite unmittelbar durch das Gehäusehauptteil 8 verschlossen ist. Es wäre jedoch prinzipiell möglich, das erste Vorsteuerventil 5a so an der Stirnseite des Gehäusehauptteils 8 zu platzieren, dass die in axialer Verlängerung der Schieberaufnahme 12 liegende Zone nicht belegt wird, sodass auch an dieser Stirnseite ein abnehmbarer Deckel für die Schieberaufnahme 12 vorgesehen werden kann. Dieser Deckel hat dann jedoch keine Funktion bezüglich des ersten Vorsteuerventils 5a.
In der Zeichnung ist strichpunktiert bei 48 angedeutet, dass mindestens ein Vorsteuerventil 48 bei Bedarf auch Längsseits am Hauptventil 4 platziert werden kann, und zwar insbesondere an der Oberseite des Hauptventilgehäuses 7. Im Sinne des Grundgedankens der Erfindung ist somit eine Montageschnittstelle 27c sowie mindestens ein zugehöriger Vorsteuerventilsitz 28c als integraler Bestandteil des Gehäusehauptteils 8 an dessen Längsseite angeordnet und mit einem Kopfstück 32 des betreffenden Vorsteuerventils 48 bestückt. Je nach Ausgestaltung können bei Bedarf ein oder zwei Vorsteuerventile in entsprechender Weise längsseits am Gehäusehauptteil 8 vorgesehen werden.
Sofern das Mehrwegeventil 1 über zwei Vorsteuerventile verfügt, besteht auch die Möglichkeit, diese zu einer Vorsteuereinheit zusammenzufassen, wie dies in der Zeichnung bei 52 strichpunktiert angedeutet ist. In diesem Fall sind einer an dem Gehäusehauptteil 8 vorgesehenen Montageschnittstelle 27d gleichzeitig zwei Vorsteuerventilsitze 28d zugeordnet, die in das Gehäusehauptteil 8 integriert sind, wobei das angesetzte Kopfstück 32 der Vorsteuereinheit 52 zwei jeweils einem der Vorsteuerventilsitze 28d zugeordnete Vorsteuerglieder 33 enthält.
Zurückkommend zu den erläuterten ersten und zweiten Vorsteuerventilen 5a, 5b ist noch zu erwähnen, dass diese jeweils zusätzlich mit einer Handhilfsbetätigungseinrichtung 53a, 53b ausgestattet sind. Diese ist jeweils in das zugeordnete Bodenteil 26a, 26b integriert. Im Falle des ersten Vorsteuerventils 25a hat dies zur Folge, dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung 53a in das Gehäusehauptteil 8 eingebaut ist und sich somit in der gleichen Komponente befindet, die auch die Montageschnittstelle 27a und den Vorsteuerventilsitz 28a des zugeordneten ersten Vorsteuerventils 5a bildet.
Im Falle des zweiten Vorsteuerventils 5b sitzt die Handhilfsbetätigungseinrichtung 53b zweckmäßigerweise in dem Deckelteil 25.
In beiden Fällen kann die Handhilfsbetätigungseinrichtung 53a, 53b über ein bevorzugt stößelartiges Stellglied 54 verfügen, das in einer quer zur Längsrichtung des Vorsteuergliedes 33 ausgerichteten Ausnehmung 55 des Bodenteils 26a, 26b verschiebbar angeordnet ist, wobei die Ausnehmung 55 einenends zur Außenseite des Bodenteils 26 und andernends in die Ventilkammer 43 einmündet. An dem der Ventilkammer 43 zugewandten vorderen Ende verfügt das Stellglied 54 über eine bevorzugt als Schrägfläche ausgebildete Beaufschlagungspartie 56, die das Vorsteuerglied 33 untergreift und vom zugeordneten Vorsteuerventilsitz 28a, 28b abhebt, wenn das Stellglied 54 in Richtung des Vorsteuergliedes 33 verlagert wird.
Das Verlagern des Stellgliedes 54 kann manuell hervorgerufen werden. Zu diesem Zweck besitzt das Stellglied 54 rückseitig eine von außen her zugängliche Betätigungspartie 57.

Claims (16)

  1. Vorgesteuertes Mehrwegeventil mit einem Hauptventil (4), das ein Hauptventilgehäuse (7) und einen in einer Schieberaufnahme (12) desselben angeordneten länglichen Ventilschieber (6) aufweist, wobei der Ventilschieber (6) einen die Verbindung zwischen seitlich in die Schieberaufnahme (12) einmündenden Ventilkanälen (14) steuernden Steuerabschnitt (13) und an wenigstens einem Ende einen zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung dienenden Antriebsabschnitt (16a, 16b) aufweist, wobei sich zumindest der den Steuerabschnitt (13) enthaltene Bestandteil der Schieberaufnahme (12) in einem einstückigen Gehäusehauptteil (8) des Ventilgehäuses (7) befindet, und mit mindestens einem mit dem Hauptventil (4) zu einer Baugruppe zusammengefassten Vorsteuerventil (5a, 5b, 48) zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung mindestens eines Antriebsabschnittes (16a, 16b) des Ventilschiebers (6), das ein an einer mit einem Vorsteuerventilsitz (28a, 28c, 28d) ausgestatteten Montageschnittstelle (27a, 27b) montiertes und ein elektrisch betätigbares Vorsteuerglied (33) aufweisendes Kopfstück (32) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Montageschnittstelle (27a, 27c, 27d) einschließlich des zugehörigen Vorsteuerventilsitzes (28a, 28c, 28d) ein integraler Bestandteil des Gehäusehauptteils (8) des Hauptventilgehäuses (7) ist, an das das Kopfstück (32) des betreffenden Vorsteuerventils (5a, 5b, 48) direkt angebaut ist.
  2. Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerventilsitz (28a, 28c, 28d) einstückig mit dem Gehäusehauptteil (8) ausgebildet ist.
  3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusehauptteil (8) des Hauptventilgehäuses (7) aus Kunststoffmaterial besteht.
  4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusehauptteil (8) längliche Gestalt hat, wobei sich mindestens eine Montageschnittstelle (27c) mit dem zugehörigen Vorsteuerventilsitz (28c) an einer Längsseite des Gehäusehauptteils (8) befindet.
  5. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusehauptteil (8) längliche Gestalt hat, wobei sich mindestens eine Montageschnittstelle (27a) mit dem zugehörigen Vorsteuerventilsitz (28a) an einer Stirnseite des Gehäusehauptteils (8) befindet.
  6. Mehrwegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberaufnahme (12) an der die Montageschnittstelle (27a) aufweisenden Stirnseite durch einen von dem einstückigen Gehäusehauptteil (8) gebildeten stirnseitigen Wandabschnitt (24) dicht verschlossen ist.
  7. Mehrwegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerventilsitz (28a) in axialer Verlängerung der Schieberaufnahme (12) an der der Schieberaufnahme (12) axial abgewandten Seite des Gehäusehauptteils (8) angeordnet ist.
  8. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (5a) mit einer in das Gehäusehauptteil (8) integrierten Handhilfsbetätigungseinrichtung (53a) ausgestattet ist.
  9. Mehrwegeventil nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein in einer Ausnehmung (55) des Gehäusehauptteils (8) verstellbar angeordnetes, manuell von außen her betätigbares Stellglied (54) der Handhilfsbetätigungseinrichtung (53a), das mechanisch auf das zugeordnete Vorsteuerglied (33) einwirken kann.
  10. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch zwei elektrisch betätigbare Vorsteuerventile (5a, 5b) zur durch Fluidbeaufschlagung erfolgenden Betätigung des Ventilschiebers (6) in beiden Richtungen, wobei wenigstens ein Vorsteuerventil (5a) ein an eine mit einem Vorsteuerventilsitz (28a) ausgestattete Montageschnittstelle (27a) des Gehäusehauptteils (8) angesetztes Kopfstück (32) aufweist.
  11. Mehrwegeventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (6) an beiden Enden einen fluidbeaufschlagbaren Antriebsabschnitt (16a 16b) aufweist.
  12. Mehrwegeventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorsteuerventile (5a, 5b) an den beiden einander entgegengesetzten Stirnseiten des Hauptventils (4) angeordnet sind, wobei eine Montageschnittstelle (27a) einschließlich des Vorsteuerventilsitzes (28a) des einen Vorsteuerventils (5a) integral mit dem Gehäusehauptteil (8) ausgebildet ist, während sich die Montageschnittstelle (27b) des anderen Vorsteuerventils (5b) an einem stirnseitig am Gehäusehauptteil (8) angeordneten, die Schieberaufnahme (12) verschließenden Deckelteil (25) befindet.
  13. Mehrwegeventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Vorsteuerventile (5a, 5b) zu einer Vorsteuereinheit (52) zusammengefasst sind, die ein über zwei Vorsteuerglieder (33) verfügendes Kopfstück (32) aufweist, das an einer mit zwei integrierten Vorsteuerventilsitzen (28d) ausgestatteten Montageschnittstelle (27d) des Gehäusehauptteils (8) montiert ist.
  14. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Vorsteuerventil (5a, 5b, 48) ein Magnetventil ist.
  15. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Antriebsabschnitt (16a, 16b) einstückig mit dem Steuerabschnitt (13) verbunden ist.
  16. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (6) über seine gesamte Länge innerhalb des Gehäusehauptteils (8) angeordnet ist.
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