Die Erfindung betrifft ein Wegesitzventil, umfassend in einem Ventilgehäuse angeordnete Ventilkolben zur Ansteuerung mehrerer Fluidanschlüsse, wobei die Ventilkolben mittels mindestens einer Betätigungseinrichtung in ihrer jeweiligen Stellung im Ventilgehäuse veränderbar sind, und wobei die Fluidanschlüsse in Abhängigkeit von der Stellung der Ventilkolben wechselweise miteinander verbunden oder voneinander getrennt sind.

Wegesitzventile sind in unterschiedlichen konstruktiven Bauweisen bekannt. Bei bekannten Wegeventilen kann die Sitzventilpatrone. nicht voll- ständig kraftausgeglichen sein, was zu Performance- Verlusten und der Notwendigkeit hoher Betätigungskräfte führt. Mitunter ist die konstruktive Bauweise der bekannten Wegesitzventile dahingehend aufwendig und störungsanfällig, dass komplizierte Betätigungsmechaniken zur Betätigung und ein komplizierter Bohrungsverlauf im Block zu realisieren sind. Weiter kann ein definiertes Öffnen von Steuerkanten sowie eine positive oder negative Überdeckung von Steuerkanten nur schwer oder gar nicht möglich sein. Zudem sind bei bekannten Wegesitzventilen die Fluiddrücke derart zu wählen, dass der Pumpendruck im Versorgunganschluss den Verbraucherdruck im jeweiligen Nutzanschluss und dieser wiederum den Tankdruck im Tank- anschluss übersteigt. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein in einfacher Weise und mit geringen Betätigungskräften betätigbares, möglichst kraftausgeglichenes Wege- sitzventil bereitzustellen, welches verbesserte Steuerungsfunktionen aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Weges itzventil mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 in seiner Gesamtheit. Ein erfindungsgemäßes Wege- sitzventil zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventilkolben in sogenannter Inline-Bauweise entlang mindestens einer Achse nacheinander und/oder zumindest teilweise ineinandergreifend im Ventilgehäuse angeordnet sind.

Im Kolbenraum, der im Ventilgehäuse entlang der mindestens einen Achse verläuft, sind erfindungsgemäß zwei oder mehr Ventilkolben angeordnet und entlang der jeweiligen Achse beweg- bzw. verstellbar. Die hierzu vor- gesehene jeweilige Betätigungseinrichtung kann elektrisch, beispielsweise als Elektromagnet oder als Schritt- bzw. Linearmotor, mechanisch oder als Handbetätigung ausgebildet sein. Zudem ist es denkbar, das erfindungsgemäße Wegesitzventil mit Proportional- und/oder Schaltmagneten zu betreiben, anders ausgedrückt derart die jeweiligen Ventilkolben zu betätigen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ventilkolben werden eine einfache Herstellung und eine kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Wegesitzventils erreicht. Durch ein zumindest tei lweises Ineinandergreifen von jeweils mehreren, typischerweise zwei, Venti lkolben kann der Einbau- räum, genauer der im Ventilgehäuse vorgesehene Kolbenraum, gegenüber herkömmlichen Lösungen verkleinert ausgestaltet werden. Je nach Einsatzzweck des erfindungsgemäßen Wegesitzventils kann dieses beispielsweise als 3/2 -Wegesitzventil, als 4/2 -Wegesitzventil oder als 4/3-Wegesitzventil ausgebildet sein. Durch vergleichsweise kurze Stell- bzw. Betätigungswege der jeweiligen Ventilkolben können die jeweiligen, beispielsweise drei oder vier, Fluidanschlüsse entsprechend der gewünschten Schaltstellungen fluid- führend miteinander verbunden oder fluiddicht voneinander getrennt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wegesitz- ventils sind die Ventilkolben paarweise ineinandergreifend, vorzugsweise zwischen jeweils zwei Sitzen, angeordnet und durch eine jeweilige Rück- stelleinrichtung relativ zueinander, vorzugsweise in Richtung eines jeweiligen Sitzes, bewegbar. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Ventilkolben bauraumsparend in einem, in Richtung der Achse betrach- tet, kurzen Kolbenraum angeordnet werden können. Durch die Rückstell- einrichtung werden die Ventilkolben gegen- bzw. auseinanderbewegt werden, so dass im unbetätigten Zustand, d.h., ohne Aufbringung einer Betätigungskraft durch die jeweilige Betätigungseinrichtung die Ventilkolben an ihren jeweiligen Sitzen anliegen. Durch die RückStelleinrichtung wird die Anpresskraft bzw. der Anpressdruck für den jewei ligen Ventilkolben am jeweiligen Sitz vorgegeben.

Vorteilhafterweise sind die Ventilkolben und/oder die zugeordneten Sitze jeweils im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Achse ausgebildet. Die Ventilkolben können jeweils als Kegelkolben ausgebildet sein. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer besonders kostengünstigen Realisierung des erfindungsgemäßen Wegesitzventils. Besonders bevorzugt ist der Sitz für den jeweiligen Ventilkolben als quer, vorzugsweise senkrecht, zur Achse angeordnete Ringfläche ausgebildet, an welcher die zugeordnete Stirnfläche des jeweiligen Ventilkolbens typischerweise mit der von der jeweiligen RückStelleinrichtung aufgebrachten Anpresskraft anliegen kann.

Als Ventilanschlüsse können mindestens ein Tankanschluss, mindestens ein Versorgungsanschluss und mindestens ein Nutz- oder Verbraucheranschluss vorgesehen sein. Die Fluidanschlüsse sind fluidführend mit dem die Ventilkolben umfassenden Kolbenraum verbunden und typischerweise jeweils als mindestens eine Durchgangsbohrung im Ventilgehäuse ausgebildet. Zweckmäßigerweise sind die Fluidanschlüsse bzw. die Durchgangsbohrungen radial zur Achse verlaufend angeordnet, was einen einfachen konstruktiven Aufbau und eine einfache Fertigung des erfindungsgemäßen Wege- sitzventils gewährleistet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wegesitzventils umfasst die jeweilige Betätigungseinrichtung eine an mindestens einem Ventilkolben angreifende und/oder diesen zumindest teil- weise durchgreifende Betätigungsstange. Ein besonders einfacher und kompakter Aufbau ergibt sich, wenn die mindestens eine Betätigungsstange entlang oder parallel zur Achse verläuft, so dass kompliziert aufbauende Betätigungsmechaniken entfallen können. Über die jeweilige Betätigungsstange wird die Betätigungskraft auf den jeweiligen Ventilkolben übertragen und dieser entsprechend der gewählten Richtung entlang der Achse linear bewegt. Bei einer derartigen Betätigung werden der oder die entsprechenden Ventilkolben vom jeweiligen Sitz beabstandet und die entsprechende Flu- idverbindung freigegeben. Hierbei ist typischerweise die von der jeweiligen RückStelleinrichtung aufgebrachte Rückstell kraft auf den jeweiligen Ventil- kolben zur Bewegung in Richtung des jeweiligen Sitzes zu überwinden. Nach Abschluss der Betätigung wird der Ventilkolben durch die von der jeweiligen, beispielsweise als Federelement ausgebildeten, Rückstelleinrich- tung aufgebrachte Rückstell kraft zurück zum und in Anlage mit dem jeweiligen Sitz geführt.

Vorteilhafterweise ist die jeweilige Betätigungsstange im jeweiligen Ventilkolben geführt, wobei an der jeweiligen Betätigungsstange mindestens ein an mindestens einem Ventilkolben angreifender Mitnehmer angeordnet ist. Eine derartige Ausführung des erfindungsgemäßen Wegesitzventils ist ins- besondere dann vorteilhaft, wenn mehrere, beispielsweise zwei, Ventilkolben über eine gemeinsame Betätigungsstange betätigt werden. Bei zwei paarweise ineinandergreifenden Ventilkolben ist typischerweise die Betätigungsstange durch beide Ventilkolben geführt und weist einen ersten bzw. vorderen und einen zweiten bzw. hinteren Mitnehmer auf, die je nach Bewegungsrichtung der Betätigungsstange relativ zu den Ventilkolben an einer ersten bzw. Vorderseite oder an einer zweiten bzw. Hinterseite des Paares bzw. des jeweiligen Ventilkolbens anliegen. Die Mitnehmer sind ortsfest an der Betätigungsstange fixiert bzw. mit dieser verbunden, so dass über die Mitnehmer eine Betätigungskraft von der Betätigungsstange auf den jeweiligen Ventilkolben übertragen werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die den jeweiligen Ventilkolben zugeordneten Betätigungsstangen im Ventilgehäuse zumindest teilweise ineinandergreifend angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, dass an einer Betätigungsstange ein erster und ein dritter Mitnehmer zur Beabstandung eines ersten und eines dritten Ventilkolbens von einem ersten bzw. dritten Sitz vorgesehen sind, dass an einer gegenläufigen anderen Betätigungsstange ein zweiter und ein vierter Mitnehmer zur Beabstandung eines zweiten und eines vierten Ventilkolbens von einem zweiten bzw. vierten Sitz vorgesehen sind, dass zwischen den gegenüberliegenden ersten und zweiten Sitzen für die paarweise ineinandergreifenden ersten und zweiten Ventilkolben ein erster Nutzanschluss vorgesehen ist, dass zwischen den gegenüberliegenden dritten und vierten Sitzen für die paarweise ineinandergreifenden dritten und vierten Ventilkolben ein zweiter Nutzanschluss vorgesehen ist, dass zwischen dem zweiten Sitz und dem dritten Sitz ein Versorgungsanschluss oder ein Tankanschluss vorgesehen ist, und dass zwischen dem ersten bzw. vierten Sitz und dem jeweiligen Ende des Ventilgehäuses jeweils ein Tankanschluss oder ein Versorgungsanschluss vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform sind die Betätigungsstangen für mehrere Ventilkolben derart mit- bzw. aneinandergekoppelt, dass jeweils zwei Ventilkol- ben bei Bewegung der entsprechenden Betätigungsstange bewegt bzw. verfahren werden und eine entsprechende Schaltstellung des Wegeventils eingestellt wird. So werden bei der Betätigung der einen Betätigungsstange eine Fluidverbindung vom Versorgungsanschluss zum zweiten Nutzan- schluss und eine weitere Fluidverbindung vom ersten Nutzanschluss zum Tankanschluss freigegeben. Entsprechend werden bei einer Betätigung der anderen Betätigungsstange eine Fluidverbindung vom Versorgungsanschluss zum ersten Nutzanschluss und eine weitere Fluidverbindung vom zweiten Nutzanschluss zum Tankanschluss freigegeben. Es versteht sich, dass Tank- und Versorgungsanschluss miteinander vertauscht sein können. In vergleichbarer Anordnung können drei und mehr Nutzanschlüsse mit Tank- und Versorgungsanschlüssen verbindbar sein, wobei an den den jeweiligen Fluidanschlüssen bzw. Fluidverbindungen zugeordneten Ventilkolben angreifende Betätigungsstangen eingesetzt sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Die vorstehend genannten und die weiter angeführten Merkmale können erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwirklicht sein. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wegesitzventils; und

Fig. 2 ein Schaltsymbol für das beispielhafte Weges itzyentil aus

Fig. 1.

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Wegesitzventil 10 mit einem Ventilgehäuse 12, in dessen Kolbenraum 14 ein erster Ventilkolben 16, ein zweiter Venti lkol- ben 18, ein dritter Ventilkolben 20 und ein vierter Ventilkolben 22 angeordnet sind. Der länglich ausgebildete Kolbenraum 14 erstreckt sich in Richtung einer Achse R, welche zugleich eine Rotationsachse für die jeweiligen Ventilkolben 16-22 darstellt. Die vier Ventilkolben 16-22 sind in Inli- ne-Bauweise entlang der Achse R angeordnet, wobei der erste und der zweite Ventilkolben 16, 18 sowie der dritte und der vierte Ventilkolben 20, 22 jeweils paarweise ineinandergreifend angeordnet sind. Die beiden Paare aus jeweils zwei Ventilkolben 16, 18; 20, 22 sind nacheinander entlang der Achse R im Kolbenraum 14 angeordnet.

Jedem Ventilkolben 16-22 ist ein Sitz 17-23 zugeordnet, wobei jeder Sitz 17-23 als rotationssymmetrisch zur Achse R ausgebildete Ringfläche ausgebildet ist und den jeweiligen Aufnahmeabschnitt des Kolbenraums 14 zur Aufnahme des einen Paares aus erstem und zweitem Ventilkolben 16, 18 bzw. des anderen Paares aus drittem und viertem Ventilkolben 20, 22 jeweils stirnseitig begrenzt. Im gezeigten unbetätigten Zustand liegen die Ventilkolben 16-22 am jeweiligen Sitz 17-23 an. Die hierfür erforderliche Anpresskraft wird durch jeweils eine Rücksteileinrichtung 34A, 34B aufgebracht, welche jeweils innerhalb der paarweise ineinandergreifenden Ven- tilkolben 16, 18; 20, 22 angeordnet ist und diese relativ zu- und gegeneinander zum jeweiligen Ventilsitz 17, 19; 21, 23 führt. Zwischen den paarweisen miteinander verbundenen Ventilkolben 16, 18; 20, 22 ist jeweils eine ringförmige Dichteinrichtung 36A, 36B angeordnet. Zur Bewegung der Ventilkolben 16-22 sind zwei Betätigungsstangen 24A, 24B vorgesehen, welche entlang der Achse R im Kolbenraum 14 und im Bereich des Kolbenraums 14 ineinandergreifend angeordnet sind. Die beiden Betätigungsstangen 24A, 24B sind jeweils Teil einer weiter nicht gezeigten Betätigungseinrichtung, welche jeweils eine in eine jeweilige Rich- tung gerichtete Betätigungskraft FA, FB auf die jeweilige Betätigungsstange 24A, 24B aufbringt. Um die Betätigungskräfte FA, FB von den Betätigungs- Stangen 24A, 24B auf die jeweiligen Kolben 1 6-22 zu übertragen, sind Mitnehmer 26-32 an den beiden Betätigungsstangen 24A, 24B derart vorgesehen, dass sie jeweils stirnseitig am jewei ligen Ventilkolben 16-22 angreifen, um diesen vom jeweiligen Ventilsitz 1 7-23 zu beabstanden. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Paare von Ventilkolben 16, 1 8; 20, 22 derart symmetrisch zur (nicht eingezeichneten) Mittenebene des Kolbenraums 14 bzw. des Ventilgehäuses 1 2 angeordnet, dass über eine in Fig. 1 nach rechts gerichtete Betätigungskraft FA der erste Ventilkolben 16 durch den ersten Mitnehmer 26 vom ersten Sitz 1 7 und der dritte Venti l- kolben 20 durch den dritten Mitnehmer 30 vom dritten Ventilsitz 21 beab- standbar ist. Entsprechend ist bei einer entgegengerichteten, in Fig. 1 nach links gerichteten Betätigungskraft FB der zweite Ventilkolben 18 durch den zweiten Mitnehmer 28 vom zweiten Ventilsitz 1 6 und der vierte Ventilkolben 22 durch den vierten Mitnehmer 32 vom vierten Sitz 23 beabstandbar. Hierbei ist zu beachten, dass der erste und der dritte Mitnehmer 26, 30 an der in Fig. 1 links gezeigten einen Betätigungsstange 34A und der zweite und vierte Mitnehmer 28, 32 an der in Fig. 1 rechts gezeigten anderen Betätigungsstange 24B angeordnet sind. Im Ventilgehäuse 12 sind nacheinander entlang des Kolbenraums 14, in Fig. 1 von links nach rechts, ein Tankanschluss T, ein erster Nutzanschl uss A, ein Versorgungsanschluss P, ein zweiter Fluidanschluss B und wiederum ein Tankanschluss T ausgebildet. Der erste Tankanschluss T und der erste Fluidanschluss A werden von dem einen Paar aus erstem und zweitem Ven- ti lkolben 1 6, 18 angesteuert, entsprechend der zweite Nutzanschluss B und der zweite Tankanschluss T von dem anderen Paar aus drittem und viertem Venti lkolben 20, 22. Der mittig zwischen beiden Paaren angeordnete Versorgungsanschluss P wird von den benachbarten, dem zweiten und dem dritten, Ventilkolben 18, 20 angesteuert. Im in Fig..1 gezeigten unbetätigten Zustand bzw. der entsprechenden Schaltstellung des Wegesitzventi ls 10 l iegen sämtliche Ventilkolben 1 6-22 am jeweiligen Sitz 1 7-23 an, wodurch die Fluidanschlüsse A-T weitestgehend leckfrei fluiddicht voneinander getrennt sind. Durch die symmetrische, gleichartige Ausbildung der Ventilkolben 16-22, der Ventilsitze 17-23 sowie der Rücksteileinrichtungen 34A, 34B bzw. der jeweiligen Rückstellkraft ist die Ventilanordnung im unbetä- tigten Zustand kraftausgeglichen. Die unbetätigte Schaltstellung des Wege- sitzventils 10 ist im Schaltsymbol aus Fig.2 mittig gezeigt.

Bei einer Betätigung bzw. Bewegung der in Fig. 1 links gezeigten einen Betätigungsstange 24A entsprechend der einen Betätigungskraft FA werden der erste und der dritte Ventilkolben 16, 20 vom ersten bzw. dritten Sitz 17, 21 beabstandet und entsprechend eine Fluidverbindung vom ersten Nutzanschluss A zum Tankanschluss T sowie eine weitere Fluidverbindung vom Versorgungsanschluss P zum zweiten Nutzanschluss B freigegeben. Durch die Betätigung bzw. Bewegung der einen Betätigungsstange 24A werden die RückStelleinrichtungen 34A, 34B weiter komprimiert, wodurch der jeweilige Anpressdruck des zweiten und des vierten Ventilkolbens 18, 22 am zweiten bzw. vierten Sitz 19, 23 entsprechend erhöht wird, so dass eine Fluidverbindung vom Versorgungsanschluss P zum ersten Nutzanschluss A sowie eine weitere Fluidverbindung vom zweiten Nutzanschluss B zum Tankanschluss T gesperrt bleiben. Die durch die eine Betätigungskraft FA erreichbare Schaltstellung des Wegesitzventils 10 ist in Fig.2 links dargestellt. Nach Ende der Beaufschlagung mit der einen Betätigungskraft FA werden die beiden, erster und dritter, Ventilkolben 16, 20 durch die Rücksteileinrichtungen 23A, 34B zurück zum und in Anlage mit dem ersten bzw. dritten Sitz 17, 21 geführt. Entsprechend nehmen die Betätigungsstangen 24A, 24B nebst Mitnehmern 26-32 wieder ihre jeweilige Stellung bzw. Position im unbetätigten Zustand ein.

Bei einer Betätigung bzw. Bewegung der in Fig. 1 rechts gezeigten anderen Betätigungsstange 24B werden der zweite und vierte Ventil kolben 18, 22 vom zweiten bzw. vierten Sitz 19, 23 beabstandet und entsprechend eine Fluidverbindung vom Versorgungsansehl uss P zum ersten Nutzanschluss A und eine weitere Fluidverbindung vom zweiten Nutzanschluss B zum Tankanschluss T freigegeben. Durch die Betätigung der anderen Betätigungsstange 24B werden die Rücksteileinrichtungen 34A, 34B komprimiert und folglich der jeweilige Anpressdruck des ersten und des dritten Ventilkolbens 16, 20 am ersten bzw. dritten Sitz 17, 21 erhöht und die entsprechenden Fluidverbindungen vom ersten Nutzanschluss A zum Tankanschluss T sowie vom Versorgungsansehl uss P zum zweiten Nutzanschluss B gesperrt. Die der Betätigung der anderen Betätigungsstange 24B mit der anderen Betätigungskraft FB entsprechende Schaltstellung des Wegesitzven- tils 10 ist in Fig.2 rechts gezeigt. Fig.2 ist ohne Weiteres entnehmbar, dass das Wegesitzventil 10 ein 4/3-Wegesitzventil mit drei Schaltstellungen für Fluidverbindungen zwischen vier Fluidanschlüssen A, B, P, T ist. Nach Ende der Beaufschlagung mit der anderen Betätigungskraft FB werden die bei- den, zweiter und vierter, Ventilkolben 18, 22 durch die Rückstelleinrich- tungen 34A, 34B zurück zum und in Anlage mit dem zweiten bzw. vierten Sitz 19, 23 geführt. Entsprechend nehmen die Betätigungsstangen 24A, 24B nebst Mitnehmern 26-32 wieder ihre jeweilige Stellung bzw. Position im unbetätigten Zustand ein.

Das in Fig. 1 gezeigte Wegesitzventil 10 ist ein direkt gesteuertes Ventil. Auch eine vorgesteuerte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wegesitz- ventils 10 ist denkbar. Im Inneren der paarweise ineinandergreifenden Ventilkolben 16-22, der ineinandergreifenden bzw. ineinanderlaufenden Betä- tigungsstangen 24A, 24B und der weiter nicht dargestellten Betätigungseinrichtungen liegt typischerweise der am Versorgungsanschluss P anstehende Fluiddruck an. In Abhängigkeit der Lage der Mitnehmer 26-32 kann eine positive oder negative Überdeckung der Steuerkanten realisiert werden. Des Weiteren kann durch die Mitnehmer 26-32 ein Toleranzausgleich da- hingehend erreicht werden, dass sämtliche Ventilkolben 16-22 im unbetä ^¬ tigten Zustand, anders ausgedrückt in der Mittelstellung, am jeweiligen Sitz 1 7-23 anliegen und die entsprechenden Fluidverbindungen sperren. Bedarfsabhängig können an den Ventilkolben 16-22 weitere Dichteinrichtungen ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umgreift die eine Betätigungsstange 24A die andere Betätigungsstange 2 B bis zum Stangen- ende 25A am gegenüberliegenden Ende des Kolbenraums 14. Entsprechend ragt die andere Betätigungsstange 24B in die eine Betätigungsstange 24A hinein, wobei das entsprechende Stangenende in Fig. 1 nicht gezeigt ist.