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Dokumentenidentifikation DE10242727B4 10.01.2008
Titel Ventil
Anmelder First, Franc, Mozirje, SI;
Schmitter, Wolfgang, Dipl.-Wirtsch.-Ing., 51491 Overath, DE
Erfinder Schmitter, Wolfgang, 51491 Overath, DE
Vertreter Patentanwälte Lippert, Stachow & Partner, 51427 Bergisch Gladbach
DE-Anmeldedatum 13.09.2002
DE-Aktenzeichen 10242727
Offenlegungstag 25.03.2004
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F16K 11/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16K 11/087(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16K 31/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Schaltung mindestens zweier unterschiedlicher Schaltstellungen für bestimmte Varianten der Ventildurchströmung, umfassend ein Ventilgehäuse, das wenigstens einen Zulaufanschluss und wenigstens zwei Ablaufanschlüsse aufweist, einem in dem Ventilgehäuse vorgesehenen Schaltelement mit einem Axialströmungskanal, von dem wenigstens drei Querströmungskanäle zur Einstellung der Durchströmungsvariante etwa radial abgezweigt sind, sowie eine Antriebseinrichtung, über welche die Stellbewegung des um eine Drehachse beweglich in dem Ventilgehäuse gelagerten Schaltelements durchführbar ist.

Aus der DE 809542 B ist ein Ventil mit wenigstens einem Zulaufanschluss, wenigstens zwei Ablaufanschlüssen sowie einem Schaltelement bekannt. Das Schaltelement weist vier Querströmungskanäle auf.

Die Anordnung der vier Querströmungskanäle gestattet eine Schaltung zweier Durchströmungsvarianten, nämlich von dem Zulaufanschluss zu dem einen oder anderen Ablaufanschluss. Darüber hinaus kann in einer dritten Schaltstellung eine Durchströmung zu beiden Ablaufanschlüssen gleichzeitig geschaltet werden.

Aus einer Durchströmungsvariante (Schaltstellung) muss nachteiligerweise zur Umschaltung in die jeweils andere Durchströmungsvariante der doppelte Drehweg zurückgelegt werden, nämlich 90°. Ungünstig an dieser Konstruktion ist, dass das Ventil nicht immer durch kurze Umschaltwege von einer Durchströmungsvariante umschaltbar ist in die jeweils andere. Ein weiterer Nachteil der Konstruktion besteht darin, dass während der Umschaltung eine unerwünschte Beaufschlagung von Ablaufanschlüssen erfolgen kann, weil ein Querströmungskanal einen der anderen Ablaufanschlüsse durchqueren muss, um eine gewünschte Schaltstellung zu erreichen.

Für den Anmeldungsgegenstand ergibt sich die Aufgabe, ein Ventil vorzuschlagen, dass sich durch gleichmäßige Umschaltung zwischen zwei Ablaufanschlüssen auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die drei Querströmungskanäle um 120° versetzt zueinander in dem Schaltelement angeordnet sind.

Das vorgeschlagene Ventil kann stets durch einen Umschaltweg von +/-60° von einer Schaltstellung in die andere bewegt werden. Ein Umschaltweg zwischen den Schaltstellungen, der grösser ist als 60°, kommt nicht vor. Die Drehtrichtung ist günstigerweise beliebig. Das Ventil bietet somit gleichmäßige Umschaltwege und -zeiten, egal in welcher Betätigungsrichtung. Es bietet ferner einen konstruktiven Vorteil bei Problemen mit festklemmendem Schaltelement. Da das Schaltelement in beliebige Richtung um +/-60° drehbar ist, kann ein festsitzendes Schaltelement gelöst und die gewünschte Schaltstellung durch drehen des Schaltelements in entgegengesetzter Richtung eingestellt werden. Dies erscheint von besonderer Bedeutung, weil das erfindungsgemäße Ventil beispielswweise in Heizkreisläufen verwendet wird, wo permanent Verschmutzung auftritt.

Eine Ausführungsform des Ventils sieht vor, dass zur Einstellung einer der Durchströmungsvarianten wahlweise einer der Querströmungskanäle mit einem der Ablaufanschlüsse verbindbar ist. Der/die anderen Querströmungskanäle sind gesperrt.

Mit dieser besonderen Anordnung der Querströmungskanäle kann die Umschaltgeschwindigkeit des Ventils gegenüber der Umschaltgeschwindigkeit eines konventionellen Kugelventils etwa verdreifacht werden. Mit anderen Worten: Die Umschaltzeit reduziert sich auf etwa ein Drittel. Diese Konstruktion löst das Problem einer raschen Umschaltung deswegen besonders elegant und auf eine für die bewegten Ventilbauteile und Dichtungen schonende Weise, weil trotz verkürzter Umschaltzeit keine höhere Rotationsgeschwindigkeit des Schaltelements benötigt wird. Die Konstruktion setzt voraus, dass zwei Ablaufanschlüsse A und B des Ventilgehäuses sich gegenüberliegend angeordnet sind, mit anderen Worten, um 180° versetzt liegen. Außerdem muss das Schaltelement drei um 120° versetzte Querströmungskanäle aufweisen. Die Funktion ist dann folgendermaßen: Ein erster Querströmungskanal des Schaltelements ist beispielsweise dem Ablaufanschluss A zugeschaltet. Die beiden übrigen Querströmungskanäle sind in dieser Betriebsstellung gesperrt und befinden sich mittig neben dem zweiten Ablaufanschluss B. Jeder der gesperrten Querströmungskanäle liegt um 60° versetzt zum Ablaufanschluss B in Sperrstellung. Um den Ablaufanschluss B zu schalten und A zu sperren, muss dann nur eine Drehbewegung des Schaltelements um 60° in die eine oder andere Drehrichtung initiiert werden, damit einer der beiden gesperrten Querströmungskanäle mit Ablaufanschluss B überdeckt wird. Die Drehrichtung ist egal. Nach der Umschaltung auf Ablaufanschluss B liegen zwei Querströmungskanäle um ±60° mittig neben dem Ablaufanschluss A. Weil stets zwei Querströmungskanäle gesperrt neben einem der Ablaufanschlüsse liegen, muss zur Umschaltung von einem auf den anderen Ablaufanschluss immer nur eine kurze Stellbewegung um 60° ausgeführt werden, was bei gleicher Geschwindigkeit der Stellbewegung eines konventionellen Kugelventils eine auf ein Drittel verkürzte Umschaltzeit bewirkt. Selbst die Umschaltzeit eines Hubkolbenventils wird mit dieser Konstruktion unterschritten.

Eine andere Ausführungsform des Ventils weist Querströmungskanäle mit unterschiedlichen Querschnitten auf. Diese Ausführungsform kann als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein. Das Ventil weist einen Zulaufanschluss und nur einen einzigen Ablaufanschluss auf. Unterschiedliche Durchströmungsvarianten des Ventils werden dadurch erreicht, dass der Ablaufanschluss wahlweise mit unterschiedlichen Querströmungskanälen beschaltet wird. Die Querströmungskanäle wirken als unterschiedliche Drossel. Auf diese Weise schaltet das Ventil unterschiedliche Volumenströme. Ein Schaltelement kann eine Vielzahl von Querströmungskanälen aufweisen, deren Querschnitte abgestuft sind. Beispielsweise können die Querschnitte der Querströmungskanäle in Form einer quadratischen Reihe abgestuft sein, etc.

Selbstverständlich können Querströmungskanäle verschiedenen Querschnitts auch zusammen mit einem Ventilgehäuse Anwendung finden, das mehr als einen Ablaufanschluss aufweist.

Einfacherweise weist die Antriebseinrichtung einen Elektromotor auf. Der Elektromotor kann mit einem Getriebe versehen sein.

Um die Handhabung des Ventils zu vereinfachen, ist es nützlich, wenn ein Schnellkupplungssystem vorgesehen ist über welches die Antriebseinrichtung abnehmbar mit dem Ventilgehäuse verbindbar ist.

Zweckmäßig ist für die Antriebseinrichtung eine Steuerschaltung vorgesehen. Mit der Steuerschaltung sind exakte Stellbewegungen ausführbar, um jeweils bestimmte Querströmungskanäle mit den entsprechenden Ablaufanschlüssen des Ventilgehäuses in Überdeckung zu bringen.

Um die Betriebssicherheit zu verbessern sollte eine Antiblockiereinrichtung vorgesehen sein, mit welcher der Antrieb des Schaltelements dann umschaltbar ist, wenn im Betrieb ein festgelegtes Drehmoment auftritt, wobei durch die Umschaltung eine Fortsetzung der Stellbewegung des Schaltelements unterbindbar ist. Auf die Weise werden Schäden an dem Ventilgehäuse sowie an dem Schaltelement vermieden. Dies, insbesondere bei der Anwendung für Strömungsmedien mit Verschmutzungspartikeln. Wird das vorbestimmte Drehmoment erreicht, unterbindet die Antiblockiereinrichtung eine weitere Drehmomenteinbringung in das Schaltelement. Dieser Betriebszustand kann dann eintreten, wenn beispielsweise Verschmutzungspartikel ein Festsitzen des Schaltelements in dem Ventilgehäuse verursachen.

Die Antiblockiereinrichtung kann eine Kupplung aufweisen, die ab einem bestimmten festgelegten Drehmoment die Kraftübertragung unterbindet. Bei dieser Ausführung kann zusätzlich ein Endschalter ergänzt werden, der in diesem Betriebszustand gegebenenfalls einen Elektromotor abschaltet.

Eine zweite Alternative einer Antiblockiereinrichtung weist eine Steuerschaltung auf, mit der bei Erreichen des festgelegten Drehmoments die Antriebseinrichtung für das Schaltelement richtungsumschaltbar ist. Diese Maßnahme bewirkt, dass festsitzende Verschmutzungspartikel durch entgegengesetzte Drehung des Schaltelements gelöst werden und sich das Schaltelement dadurch freiläuft. Die benötigte Schaltstellung des Ventils wird dann durch Drehung in entgegengesetzter Richtung eingestellt.

Selbstverständlich kann die Steuerschaltung der Antiblockiereinrichtung auch so ausgeführt sein, dass sie eine kurze Lockerungsbewegung für das Schaltelement bewirkt und anschließend in der ursprünglichen Drehrichtung die gewünschte Schaltstellung erreicht. Einfacherweise ist mit der Steuerschaltung der Antiblockiereinrichtung das Erreichen des festgelegten Drehmoments indirekt ermittelbar, nämlich über elektrische Parameter der Antriebseinrichtung. Wenn die Antriebseinrichtung andere Motoren als Elektromotoren aufweist, können Kräfte oder andere geeignete Größen der Antriebseinrichtung messtechnisch erfasst werden und ein draus abgeleitetes Signal an die Steuerschaltung der Antiblockiereinrichtung übermittelt werden, das in kausaler Abhängigkeit des Drehmoments steht. Die Antiblockiereinrichtung stoppt dann den Antrieb oder bewirkt eine Richtungsumkehr.

Ein weiterer Nutzen wird darin gesehen, wenn in dem Ventilgehäuse eine Spindel gelagert ist, und wenn das Schaltelement eine Drehmomentaufnahme aufweist, in welche die Spindel formschlüssig eingreift. Die Spindel und das Schaltelement können so gestaltet sein, dass das Schaltelement durch die formschlüssige Verbindung mit der Spindel in seiner axialen Ausrichtung gehalten ist.

Zur drehfesten Verbindung mit der Antriebseinrichtung weist die Spindel an einem frei aus dem Ventilgehäuse ragenden Ende ein Anschlusselement auf. Das Anschlusselement ist beispielsweise mit einer Motorwelle eines Antriebsmotors drehfest verbunden. Vorzugsweise wirkt auch dieses Anschlusselement formschlüssig, mit der Antriebseinrichtung.

Einfacherweise ist das Schaltelement als Kugelkörper ausgebildet. Ein Kugelkörper gewährleistet zusammen mit einer sich an den Kugelkörper anschmiegenden Dichtung eine nahezu absolute Dichtheit des Schaltelements gegenüber dem Ventilgehäuse, so dass bei einem 3/2-Wegeventil keine Leckage von einer Durchströmungsstellung in die andere Durchströmungsstellung des Ventils auftritt.

Nachfolgend ist die Erfindung beispielhaft in einer Zeichnung dargestellt und anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

1 ein 3/2-Wegeventil im Schnitt,

2 eine Draufsicht im Schnitt auf das 3/2-Wegeventil gemäß 1

3 ein 2/2-Wegeventil im Schnitt,

4 ein 2/2-Wegeventil im Schnitt gemäß 3,

5 ein 3/2-Wegeventil mit Antriebseinrichtung

Für gleiche Merkmale sind nachfolgend in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen verwendet worden, um das Verständnis zu erleichtern.

In 1 ist ein 3/2-Wegeventil 1 im Schnitt dargestellt. Der Einfachheit halber wird auf die Darstellung der Antriebseinrichtung verzichtet. Das Ventil 1 weist ein zweiteiliges Ventilgehäuse 2 auf, das aus einem Grundkörper 3 und einem Gehäuseflansch 4 besteht. Der Grundkörper 3 weist einen Zulaufanschluss AB und einen ersten Ablaufanschluss B auf. In dem Grundkörper 3 des Ventilgehäuses 2 ist der Gehäuseflansch 4 eingeschraubt, der einen zweiten Ablaufanschluss A aufweist. In dem Ventilgehäuse 2 ist ein Schaltelement 5 eingesetzt, das durch die zweiteilige Konstruktion des Ventilgehäuses 2 durch eine Einschrauböffnung für den Gehäuseflansch 4 einsetzbar ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Schaltelement 5 als Kugelkörper ausgebildet. Der Kugelkörper gewährleistet zusammen mit Dichtungen, die an die Kugelform anschmiegt sind, eine nahezu absolute Dichtheit des Schaltelements 5 gegenüber dem Ventilgehäuse 2, so dass bei einem 3/2-Wegeventil keine Leckage von der Durchströmungsstellung AB-A des Ventils zur anderen Durchströmungsstellung AB-B auftritt. Die Dichtungen erfüllen außerdem die Funktion von Lagern für das Schaltelement 5. Direkt an der Oberfläche des Kugelkörpers liegen PTFE-Dichtungen 6 und 7 an. Diese weisen Dichtflächen auf, die sich an die Kugelform des Schaltelements 5 anschmiegen. Jeder PTFE-Dichtung 6 bzw. 7 nachgeschaltet ist eine O-Ringdichtung 8 bzw. 9. Die O-Ringdichtung 8 bzw. 9 wirkt, wie ein Stützring für die PTFE-Dichtung 6 bzw. 7 und bewirkt durch ihre Elastizität eine Kraft, welche die PTFE-Dichtung 6 bzw. 7 gegen die Kugeloberfläche des Schaltelements 5 drückt. Je eine PTFE-Dichtung 6 bzw. 7 ist koaxial zur Bohrungsachse eines Ablaufanschlusses A bzw. B angeordnet und liegt in einem ringförmigen Bereich flächig ohne Unterbrechung an der Kugeloberfläche an.

In dem Grundkörper 3 des Ventilgehäuses 2 ist eine Spindel 10 gelagert, die an ihrem dem Schaltelement 5 zugewandten Ende einen Steg 11 aufweist. Der Steg 11 greift formschlüssig in eine dafür vorgesehene Ausnehmung 12 des Schaltelements 5 ein. An dem gegenüberliegenden Ende weist die Spindel 11 Mitnahmeflächen 13 auf, an welchen eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) formschlüssig ansetzbar ist. Das Drehmoment für eine Stellbewegung wird über die Antriebseinrichtung eingeleitet. Gemäß 1 sind in dem Schaltelement 5 mehrere Strömungskanäle zu erkennen. Es handelt sich um einen Axialströmungskanal K der mit dem Zulaufanschluss AB des Ventilgehäuses in Verbindung steht sowie um drei radial verlaufende Querströmungskanäle, die besser in der Draufsicht gemäß 2 erkennbar sind. Gemäß der in 1 und 2 dargestellten Position ist ein Querströmungskanal X des Schaltelements mit dem Ablaufanschluss A in Überdeckung gebracht. Ein Durchfluss ist bei dieser Schaltstellung nur zwischen dem Zulaufanschluss AB und dem Ablaufanschluss A möglich. Ablaufanschluss B ist gesperrt, weil keiner der beiden übrigen Querströmungskanäle Y und Z in dieser Schaltstellung eine Verbindung zu dem Ablaufanschluss B aufweist.

Für eine Umschaltung des Ventils von der Schaltstellung AB-A in die Schaltstellung AB-B ist eine Drehung des Schaltelements 5 um ±60° nötig. Mit einer Stellbewegung von -60° kann der Querströmungskanal Y mit dem Ablaufanschluss B zusammengeschaltet werden und mit einer Stellbewegung von +60° kann der Querströmungskanal Z mit dem Ablaufanschluss B zusammengeschaltet werden. Für die Funktion des Ventils ist egal, welcher der beiden Querströmungskanäle Y oder Z geschaltet wird, deshalb ist die Drehrichtung des Schaltelements 5 beliebig. Im Betrieb sind stets alle Querströmungskanäle X, Y und Z des Schaltelements 5 mit dem Strömungsmedium gefüllt. Anhand der 2 ist leicht erkennbar, dass zwischen Schaltelement 5 und Ventilgehäuse 2 im Bereich der beiden gesperrten Querströmungskanäle Y und Z Toträume T vorhanden sind, die sich ebenfalls mit dem Strömungsmedium füllen. Das Strömungsmedium tritt somit auch bis an das in das Ventilgehäuse 2 ragende Ende der Spindel 10 heran, weshalb diese nach in 1 mit Dichtungen 14 in dem Grundkörper 3 des Ventilgehäuses 2 sitzt. Am einfachsten ist anhand der 2 nachvollziehbar, welche Verkürzung der Umschaltzeiten sich mit dem neuen Ventil ergeben. Bei einer symmetrischen Bauweise mit Ablaufanschlüssen A und B, die sich exakt gegenüberliegen bewirkt die gleichmäßige Verteilung einer ungeraden Anzahl von Querströmungskanälen X, Y und Z das ein Querströmungskanal X mit einem Ablaufanschluss A in Überdeckung ist, wohingegen die übrigen Querströmungskanäle Y und Z gegenüber dem Ablaufanschluss B gesperrt sind. Letztere liegen sich symmetrisch gegenüber, nämlich um die Achse 15 der Bohrung des Ablaufanschlusses B als Symmetrieachse.

Diese Funktionalität wäre gleichermaßen vorhanden bei jeder ungeraden Anzahl von Querströmungskanälen, wenn diese über den Umfang in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt angeordnet sind. Eine Konstruktion mit fünf Querströmungskanälen ist möglich, wobei kleinere Querschnitte der Querströmungskanäle erforderlich wären, da sonst die Wandstärken zwischen den Querströmungskanälen im Schaltelement 5 zu gering würden.

Bei einer geraden Anzahl von Querströmungskanälen können diese nicht in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt angeordnet sein. Dies zumindest dann nicht, wenn mehrere zu beschaltende Ablaufanschlüsse A und B sich gegenüberliegen. Hier müssen dann, wenn stets nur ein Querströmungskanal geschaltet sein soll, entweder die Positionen der Ablaufanschlüsse A und B versetzt oder ungleichmäßige Winkelabstände der Querströmungskanäle vorgesehen werden. Dies verkomplizierte jedoch die automatische Steuerung der Stellbewegung für das Schaltelement des Ventils, weil unterschiedliche Stellwege zu berücksichtigen wären.

3 zeigt ein 2/2-Wegeventil 20 im Schnitt, dessen Ventilgehäuse 2 einen Zulaufanschluss AB sowie einen einzigen Ablaufanschluss A aufweist. Mit dem Ventil sind unterschiedliche Durchströmungsvarianten dadurch schaltbar, dass ein für eine drehende Stellbewegung vorgesehenes Schaltelement 5 einen Axialströmungskanal K sowie mehrere damit verbundene Querströmungskanäle aufweist.

4 ist eine geschnittene Draufsicht des Ventils nach 3. Zu erkennen sind in 4 die Querströmungskanäle X, Y und Z, welche unterschiedliche Querschnitte besitzen. Auf diese Weise ist ein Ventil geschaffen, mit dem unterschiedliche Volumenströme einstellbar sind. Da nur ein Ablaufanschluss A vorgesehen ist, muss für jede Umschaltung ein Stellweg von 120° zurückgelegt werden. Der Stellweg ist abhängig von der Anzahl der Querströmungskanäle X, Y und Z. Eine Anordnung der Querströmungskanäle X, Y und Z in gleichmäßigen Winkelabständen vereinfacht die automatische Steuerung des Ventils.

In 5 ist das 3/2-Wegeventil gemäß 1 mit angekuppelter Antriebseinrichtung 30 gezeigt. Eine Antriebseinrichtung für das 2/2-Wegeventil sieht gleich aus, daher wird auf die Darstellung des 2/2-Wegeventil mit Antriebseinrichtung verzichtet.

Die Antriebseinrichtung 30 gemäß 5 ist über eine aus dem Ventilgehäuse 2 ragende Spindel 10 des Ventils gestülpt. Zur drehfesten Verbindung mit der Antriebseinrichtung 30 weist die Spindel 10 an einem frei aus dem Ventilgehäuse 2 ragenden Ende ein Anschlusselement 31 auf, das formschlüssig mit der Antriebseinrichtung 30 verbunden ist. Es ist eine Positionierhilfe 32 vorgesehen, um die Antriebseinrichtung 30 verdrehsicher an dem Ventilgehäuse 2 anzuordnen sowie ein Sicherungselement 33, um ein Lösen der Antriebseinrichtung 30 aus dem verdrehfesten Sitz zu verhindern. Als Positionierhilfe 32 dient ein Vorsprung an der Antriebseinrichtung 30, der in eine Ausnehmung des Ventilgehäuses 2 greift oder umgekehrt. Das Sicherungselement 33 besteht aus einem Drahtbügel, der radial durch einen Anschlusskranz 34 der Antriebseinrichtung 30 gesteckt ist und formschlüssig in eine Nut des Ventilgehäuses 2 eingreift. Das Sicherungselement 33 muss zum Ansetzen und Lösen elastisch aufgeweitet werden und ist deswegen nur durch Kraftaufwand zu entfernen.

Die Antriebseinrichtung 30 verfügt über ein Gehäuse 35, in dem eine Steuerschaltung 36 vorgesehen ist. Mit der Steuerschaltung sind exakte Stellbewegungen ausführbar, um bestimmte Querströmungskanäle eines Schaltelements 5 mit entsprechenden Ablaufanschlüssen A, B des Ventilgehäuses 2 in Überdeckung zu bringen. Weiterhin ist in dem Gehäuse 35 der Antriebseinrichtung 30 eine Antiblockiereinrichtung 37 mit einer elektronischen Steuerschaltung vorgesehen, mit welcher der Antrieb des Schaltelements 5 dann umschaltbar ist, wenn im Betrieb ein festgelegtes Drehmoment auftritt. Wird das vorbestimmte Drehmoment erreicht, unterbindet die Antiblockiereinrichtung 37 eine weitere Drehmomenteinbringung über die Spindel 10 in das Schaltelement 5 und leitet eine Richtungsumschaltung der Stellbewegung ein. Die gewünschte Schaltstellung wird dann in entgegengesetzter Drehrichtung angefahren. Bei einem 3/2-Wegeventil mit einem Schaltelement 5, das drei um 120° versetzte Querströmungskanäle X, Y und Z aufweist, wird bei einem Festsitzen des Schaltelements 5 in die Ausgangsstellung zurückgedreht und zusätzlich in derselben Drehrichtung weitergedreht, bis der andere der beiden Querströmungskanäle Y und Z, die um ±60° neben dem zu schaltenden Ablaufanschluss B positioniert sind, in Überdeckung mit dem zu schaltenden Ablaufanschluss B zu bringen. Dies bewirkt, dass beispielsweise festsitzende Verschmutzungspartikel durch entgegengesetzte Drehung des Schaltelements 5 gelöst werden und sich das Schaltelement freiläuft.

Weiterhin befindet sich in dem Gehäuse 35 der Antriebseinrichtung 30 ein Elektromotor E mit Getriebe, der über eine elektrische Zuleitung 38 mit Energie versorgt ist. Bei dem Elektromotor E handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen über die Steuerschaltung 36 elektronisch geregelten 4-poligen Synchronmotor mit beliebiger Drehrichtung.

1
3/2-Wegeventil
2
Ventilgehäuse
3
Grundkörper
4
Gehäuseflansch
5
Schaltelement
6
PTFE-Dichtung
7
PTFE-Dichtung
8
O-Ringdichtung
9
O-Ringdichtung
10
Spindel
11
Steg
12
Ausnehmung
13
Mitnahmeflächen
14
Dichtung
15
Achse
20
2/2-Wegeventil
30
Antriebseinrichtung
31
Anschlusselement
32
Positionierhilfe
33
Sicherungselement
34
Anschlusskranz
35
Gehäuse
36
Steuerschaltung
37
Antiblockiereinrichtung
38
elektrische Zuleitung
A
Ablaufanschluss
B
Ablaufanschluss
AB
Zulaufanschluss
E
Elektromotor
K
Axialströmungskanal
T
Totraum
X
Querströmungskanal
Y
Querströmungskanal
Z
Querströmungskanal


Anspruch[de]
Ventil zur Schaltung mindestens zweier unterschiedlicher Schaltstellungen für bestimmte Varianten der Ventildurchströmung, umfassend ein Ventilgehäuse (2), das wenigstens einen Zulaufanschluss (AB) und wenigstens zwei Ablaufanschlüsse (A, B) aufweist, einem in dem Ventilgehäuse (2) vorgesehenen Schaltelement (5) mit einem Axialströmungskanal (K), von dem wenigstens drei Querströmungskanälen (X, Y, Z) zur Einstellung der Durchströmungsvariante etwa radial abgezweigt sind, sowie eine Antriebseinrichtung (30), über welche die Stellbewegung des um eine Drehachse beweglich in dem Ventilgehäuse (2) gelagerten Schaltelements (5) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Querströmungskanäle (X, Y, Z) um 120° versetzt zueinander in dem Schaltelement (5) angeordnet sind und, dass die Stellbewegung des Schaltelements automatisiert durchführbar ist. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung einer der Durchströmungsvarianten wahlweise einer der Querströmungskanäle (X, Y, Z) mit einem der Ablaufanschlüsse (A, B) verbindbar ist und der/die anderen Querströmungskanäle (X, Y, Z) gesperrt sind. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querströmungskanäle (X, Y, Z) unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (30) einen Elektromotor (E) aufweist. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (E) mit einem Getriebe versehen ist. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schnellkupplungssystem vorgesehen ist, über welches die Antriebseinrichtung (30) abnehmbar mit dem Ventilgehäuse (2) verbindbar ist. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungsschaltung (36) für die Antriebseinrichtung (30) vorgesehen ist. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antiblockiereinrichtung (37) vorgesehen ist, mit welcher der Antrieb des Schaltelements (5) dann umschaltbar ist, wenn im Betrieb ein festgelegtes Drehmoment auftritt, wobei durch die Umschaltung eine Fortsetzung der Drehbewegung des Schaltelements unterbindbar ist. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antiblockiereinrichtung (37) eine Steuerschaltung aufweist, mit der bei Erreichen des festgelegten Drehmoments die Antriebseinrichtung (30) für das Schaltelement (5) richtungsumschaltbar ist. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuerschaltung der Antiblockiereinrichtung (37) das Erreichen des festgelegten Drehmoments indirekt ermittelbar ist über elektrische Parameter der Antriebseinrichtung (30). Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) eine Spindel (10) gelagert ist, und dass das Schaltelement (5) eine Drehmomentaufnahme aufweist, in welche die Spindel (10) formschlüssig eingreift. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) aneifem frei aus dem Ventilgehäuse (2) ragenden Ende ein Anschlusselement (31) zur drehfesten Verbindung mit der Antriebseinrichtung (30) aufweist. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (5) als Kugelkörper ausgebildet ist.






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