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Die
Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung, mit einem direkt oder
indirekt elektrisch ansteuerbaren Ventil, dem zur manuellen Betätigung
eine Handhilfsbetätigungseinrichtung zugeordnet ist, die
einen beweglich in einem Gehäuseteil angeordneten Betätigungsstößel
aufweist, der über einen von außerhalb des Gehäuseteils
zugänglichen Betätigungsendabschnitt verfügt
und der zum einen durch drückende Beaufschlagung des Betätigungsendabschnittes entgegen
einer rückstellend wirkenden Federkraft zwischen einer
unbetätigten Grundstellung und einer betätigten
Arbeitsstellung verschiebbar ist und zum anderen durch Verdrehen
des Betätigungsendabschnittes in der Arbeitsstellung lösbar
verriegelbar ist.
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Aus
der
DD 223 785 A1 ist
eine Ventileinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die ein
direkt elektrisch ansteuerbares Magnetventil aufweist, dem zur fakultativen
manuellen Betätigung eine Handhilfsbetätigungseinrichtung
zugeordnet ist. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung enthält
einen Betätigungsstößel, der entgegen
der Kraft einer Rückstellfeder ta stend verschiebbar ist,
um während der Dauer seiner drückenden Beaufschlagung
mechanisch auf das Ventilglied des Magnetventilglieds einzuwirken
und dieses in eine Offenstellung umzuschalten. Beim Wegnehmen der
drückenden Beaufschlagungs kraft kehrt der Betätigungsstößel
wieder in die Grundstellung zurück. Soll das Ventilglied
für längere Zeit ohne elektrische Unterstützung
in der Offenstellung gehalten werden, lässt sich der Betätigungsstößel
in der Arbeitsstellung durch Verdrehen lösbar verriegeln.
Das Drehmoment wird über den Betätigungsendabschnitt
eingeleitet, der einen das Ansetzen eines Schraubendrehers erlaubenden
Querschlitz aufweisen kann.
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Bei
der bekannten Ventileinrichtung steht der Betätigungsstößel
ständig sowohl für eine kurzzeitige tastende Betätigung
als auch für eine länger andauernde verriegelte
Betätigung zur Verfügung. Speziell die verriegelte
Betätigung gestattet umfangreiche Einrichtemaßnahmen
an mit der Ventileinrichtung anzusteuernden Maschinen, ohne dass
ständig eine Hand zum Festhalten des Betätigungsstößels
verwendet werden muss. Andererseits besteht vor allem bei sicherheitsrelevanten
Anwendungen oftmals die Notwendigkeit, Maßnahmen zu treffen,
die nach einer erfolgen Einrichtung einer Maschine ein dauerhaftes
Verriegeln des in die Arbeitsstellung bewegten Betätigungsstößels
verhindern. Dieser Anforderung könnte bei dem bekannten
Magnetventil dadurch Rechnung getragen werden, dass das für
die Verriegelung verantwortliche Rastelement entfernt wird. Diese
Maßnahme ist jedoch sehr umständlich und führt
letztlich auch dazu, dass bei späterem Bedarf nicht mehr
ohne weiteres ein Betrieb mit Verriegelung des Betätigungsstößels
möglich ist.
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Aus
der
DE 43 09 695 A1 ist
eine Ventileinrichtung bekannt, die ein durch zwei Vorsteuerventile indirekt
elektrisch betätigbares Hauptventil aufweist. Den Ventilgliedern
der Vorsteuerventile ist jeweils eine Handhilfsbetätigungseinrichtung
mit einem durch drückende Beaufschlagung linear verschiebbaren
und somit tastend betätigbaren Betätigungsstößel
zugeordnet. Zur Verriegelung der in die Arbeitsstellung verlagerten
Betätigungsstößel ist eine Arretiervorrichtung
vorhanden, die ein über die Betätigungsendabschnitte
der Betätigungsstößel schwenkbares Schwenkteil
aufweist. Hier kann eine Sicherung gegen unerwünschtes
Verriegeln der Betätigungsstößel nur
dadurch herbeigeführt werden, dass das Schwenkteil entfernt
wird.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinrichtung
zu schaffen, deren Handhilfsbetätigungseinrichtung mit
einfachen Mitteln gegen ein unerwünschtes Verriegeln in
der Arbeitsstellung gesichert werden kann.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe enthält die Ventileinrichtung
eine dem Betätigungsstößel zugeordnete
Sicherheitsabdeckung, die ein dem Betätigungsendabschnitt
ohne seitliche Wegschwenkmöglichkeit axial vorgelagertes,
in Richtung hin zu dem Betätigungsendabschnitt und in der
Gegenrichtung bewegliches Tastelement aufweist, das zum einen den
Betätigungsendabschnitt ständig gegen einen dessen Drehbetätigung
bezweckenden Zugriff abschirmt und zum anderen tastend betätigbar
ist, um die drückende Beaufschlagung des Betätigungsendabschnittes hervorzurufen.
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Zur
tastenden Betätigung des Betätigungsstößels
ist hier ein zusätzliches, seinerseits tastend aktivierbares
Tastelement vorgesehen, das dem Betätigungsendabschnitt
vorgelagert ist. Dabei ist das Tastelement derart ausgebildet und
angeordnet, dass es den Betätigungsendabschnitt in einer
Weise überdeckt, die einen dessen Drehbetätigung
bezweckenden Zugriff ausschließt. Aufgrund der Sicherheitsabdeckung
kann der Betätigungsstößel also nur noch
tastend, nicht mehr jedoch zum Zwecke seines Verriegelns rotativ
betätigt werden. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln
eine hohe Sicherheit gegen ein nicht erwünschtes Verriegeln
der Arbeitsstellung der Handhilfsbetätigungseinrichtung
erzielt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Das
Tastelement ist zweckmäßigerweise federnd aufgehängt.
Es kann insbesondere ständig mit Federvorspannung an der
Stirnseite des Betätigungsendabschnittes anliegen. Letzeres
verhindert unter anderem auch ein Wegkippen des Tastelementes, wenn
die Ventileinrichtung mit nach unten weisendem Betätigungsendabschnitt
installiert wird.
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Als
besonders zweckmäßig erweist sich eine federnde
Aufhängung des Tastelementes über einen sich quer
zur Verschieberichtung des Betätigungsstößels
erstreckenden, federelastisch auslenkbaren Tragarm. Bei einer solchen
Anordnung kann für das Tastelement ein relativ großer
Hub zur Verfügung gestellt werden, was eine sichere Tastbetätigung
des Betätigungsstößels gewährleistet.
Das Tastelement ist vorzugsweise an einem Endabschnitt des Tragarms
angeordnet. Für den Tragarm empfiehlt sich eine band- oder
streifenförmige Flachgestalt, mit quer zur Längsachse
des Betätigungsstößels verlaufender Hauptausdehnungsebene.
Auf diese Weise ist das Tastelement zuverlässig und verkippsicher aufgehängt.
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Der
Tragarm ist zweckmäßigerweise an einem Grundkörper
der Sicherheitsabdeckung fixiert, der seinerseits an dem den Be tätigungsstößel
enthaltenden Gehäuseteil der Ventileinrichtung direkt oder
indirekt angebracht sein kann. Eine Rastbefestigung des Grundkörpers
ist besonders empfehlenswert. Bei unlösbarer Fixierung
ist sichergestellt, dass die Sicherheitsabdeckung von Unbefugten
nicht mit einfachen Mitteln entfernt werden kann.
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Der
das Tastelement tragende Tragarm ist zweckmäßigerweise
von einem Schenkel eines U- oder V-förmig gebogenen Federelementes
gebildet. Über den anderen Schenkel erfolgt die gehäuseseitige
Fixierung. Das Federelement ist insbesondere so angeordnet, dass
die Öffnung des U oder V dem Tastelement zugewandt ist.
Der fixierte Schenkel verfügt zweckmäßigerweise über
eine kürzere Baulänge als der Tragarm.
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Ausgangspunkt
für das Federelement ist zweckmäßigerweise
ein ursprünglich linearer, streifenförmiger und
federelastischer Materialabschnitt, der beispielsweise aus Kunststoffmaterial
in einem Spritzgießverfahren herstellbar ist. Vor der Montage der
Sicherheitsabdeckung wird das Federelement dann einfach U- oder
V-förmig umgebogen, wobei die sich aufbauende Rückstellkraft
dafür sorgt, dass das Tastelement an die Stirnseite des
Betätigungsendabschnittes angedrückt wird.
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Da
die Federkräfte in der Aktivierungsrichtung des Betätigungsstößels
wirksam sind, müssen zum tastenden Umschalten in die Arbeitsstellung
keine Federkräfte überwunden werden. Die Federkräfte greifen
an dem Tastelement also vorzugsweise gleichgerichtet mit der zum
Umschalten in die Arbeitsstellung erfolgenden drückenden
Beaufschlagung an.
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Die
Sicherheitsabdeckung kann beispielsweise deckelförmig ausgebildet
sein. Ihr Grundkörper verfügt zweckmäßigerweise über
eine Durchbrechung, in der das federnd beaufschlagte Tastelement angeordnet
ist. Die Durchbrechung fluchtet axial mit dem Betätigungsstößel.
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Zweckmäßigerweise
ist die Durchbrechung von einem Quersteg des Grundkörpers
begrenzt, an dem das gegebenenfalls vorhandene U- oder V-förmig
gebogene Federelement mit dem dem Tastelement entgegengesetzten
Schenkel fixiert ist.
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Vorzugsweise
sind der Grundkörper, das Federelement und das Tastelement
einstückig miteinander ausgebildet. Die gesamte Sicherheitsabdeckung
ist zweckmäßigerweise ein einheitlicher, einstückiger
Körper, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial bestehend.
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Die
Ventileinrichtung kann von Hause aus mit einer Sicherheitsabdeckung
ausgestattet sein. Darüber hinaus besteht aber auch die
Möglichkeit, bereits existierende Ventileinrichtungen mit
der erfindungsgemäßen Sicherheitsabdeckung nachzurüsten.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine
bevorzugte erste Bauform der erfindungsgemäßen
Ventileinrichtung in einem Längsschnitt und in nur teilweiser
Darstellung, wobei lediglich die eng mit der Handhilfsbetätigungseinrichtung in
Bezug stehenden Komponenten in durchgezogenen Linien dargestellt
und die anderen Komponenten gestrichelt oder strichpunktiert angedeutet
sind,
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2 einen
Ausschnitt der Ventileinrichtung aus 1 im Bereich
der Sicherheitsabdeckung und in der unbetätigten Grundstellung
des Betätigungsstößels, wobei strichpunktiert
das Federelement vor der Montage angedeutet ist,
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3 den
Ausschnitt gemäß 2 im durch Tastbetätigung
des Tastelementes in die Arbeitsstellung verlagertem Betätigungsstößel,
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4 eine
perspektivische Einzeldarstellung der Sicherheitsabdeckung, schräg
von oben gesehen,
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5 eine
Draufsicht auf die Sicherheitsabdeckung mit Blickrichtung gemäß Pfeil
V aus 1,
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6 wiederum
eine perspektivische Darstellung der Sicherheitsabdeckung, hier
aus einem anderen Blickwinkel, und
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7 erneut
eine perspektivische Darstellung der Sicherheitsabdeckung in einer
Schrägansicht von unten her.
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Die 1 zeigt
im Längsschnitt einen Endabschnitt einer insgesamt mit
Bezugsziffer 1 bezeichneten Ventileinrichtung, die hier
von einem vorgesteuerten Mehrwegeventil gebildet ist. Sie enthält ein
in 1 nur zum Teil und strichpunktiert angedeutetes,
indirekt elektrisch ansteuerbares Ventil – im Folgenden
als Hauptventil 2 bezeichnet – das über ein
Hauptventilgehäuse 3 verfügt, in dem
ein zwischen verschiedenen Schaltstellungen umschaltbarer Ventilschieber 4 angeordnet
ist. Je nach Schaltstellung kann der Ventilschieber diverse Hauptventilkanäle 9,
von denen in der Zeichnung nur einer ersichtlich ist, in unterschiedlichem
Muster miteinander verbinden, um gewisse Fluidströmungen
zuzulassen oder zu unterbinden.
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Normalerweise
verlaufen in dem Hauptventilgehäuse 3 ein mit
einer Druckquelle verbindbarer Speisekanal, mindestens ein mit einer
Drucksenke, zum Beispiel der Atmosphäre verbindbarer Entlastungskanal
und mindestens ein mit einem zu betätigenden Verbraucher
verbindbarer Arbeitskanal. Der Arbeitskanal kann dann je nach Schaltstellung
des Ventilschiebers 4 entweder mit dem Speisekanal oder
mit einem der Entlastungskanäle verbunden werden.
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An
einem oder an beiden Stirnseiten des Hauptventils 2 ist
mindestens ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil 5 angeordnet,
von denen nur eines gezeigt ist. Das mindestens eine Vorsteuerventil 5 kann
die Fluidbeaufschlagung des Ventilschiebers 4 steuern,
um diesen in die jeweils gewünschte Schaltstellung zu verlagern
und dort gegebenenfalls auch festzuhalten.
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Auf
das zweite Vorsteuerventil kann verzichtet werden, wenn statt dessen
zum Beispiel eine Federeinrichtung zur Rückstellung des
Ventilschiebers 4 vorhanden ist.
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Sind
zwei Vorsteuerventile
5 vorhanden, können diese
auch gemeinsam an ein und demselben Endbereich des Hauptventils
2 angeordnet
werden, insbesondere nach dem Vorbild der eingangs schon genannten
DE 43 09 695 A1 .
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Die
gesamte Ventileinrichtung 1 kann bei Bedarf auf einer Grundplatte 10 montiert
sein, die über mehrere Grundplattenkanäle 11 verfügt – in
der Zeichnung ist nur einer davon abgebildet – die mit
zumindest einigen der Hauptventilkanäle 9 in Verbindung
stehen können. Auf der Grundplatte 10 können gleichzeitig
mehrere Ventileinrichtungen 1 montiert sein, so dass sich
eine Ventilbatterie ergibt.
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Das
Vorsteuerventil 5 ist in der Regel mehrteilig ausgebildet
und enthält unter anderem ein sich stirnseitig an das Hauptventil 2 anschließendes
Gehäuseteil 6, das eine elektrische Antriebseinrichtung 7 trägt.
Letztere ist beim Ausführungsbeispiel als Elektromagneteinrichtung
ausgebildet, so dass es sich hier bei dem Vorsteuerventil 5 um
ein Magnetventil handelt. Allerdings lässt sich die Erfindung auch
mit anderen Ventilarten realisieren, beispielsweise bei Piezoventilen.
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Die
elektrische Antriebseinrichtung 7 kann derart elektrisch
angesteuert werden, dass sie ein Ventilglied 8 des Vorsteuerventils 5 unter
Ausführung einer linearen Umschaltbewegung 12 zwischen
einer aus 1 ersichtlichen ersten Schaltstellung
und einer diesbezüglich axial versetzten zweiten Schalt stellung
verlagert. Das Ventilglied 8 kann hierzu ein integraler
Bestandteil eines beweglichen Magnetankers 13 der Antriebseinrichtung 7 sein,
der durch elektrisches Erregen einer nur schematisch angedeuteten
Spuleneinrichtung 14 verstellbar ist. Die hierfür
erforderlichen elektrischen Betätigungssignale können über
eine elektrische Schnittstelleneinrichtung 15 eingespeist
werden.
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Anstatt
als Baueinheit könnten das Ventilglied 8 und der
Magnetanker 13 auch als gesonderte Teile ausgeführt
sein, die auf beliebige Weise antriebsmäßig miteinander
verbunden sind.
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Das
Ventilglied 8 ist zweckmäßigerweise stößelartig
ausgebildet und verfügt an seinen beiden Stirnseiten über
eine erste bzw. zweite Dichtfläche 16, 17.
Die erste Dichtfläche 16 liegt einem an dem Gehäuseteil 8 ausgebildeten
ersten Ventilsitz 18 gegenüber, der die Mündung
eines in dem Gehäuseteil 6 verlaufenden ersten
Ventilkanals 22 umrahmt. Der entgegengesetzten zweiten
Dichtfläche 17 liegt ein bevorzugt an der Antriebseinrichtung 7 ausgebildeter zweiter
Ventilsitz 17 gegenüber, der die Kanalmündung
eines andernends zur Atmosphäre ausmündenden zweiten
Ventilkanals 23 umrahmt.
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Der
erste Ventilkanal 22 steht im Betrieb der Ventileinrichtung 1 mit
einer Druckquelle in Verbindung. Dies geschieht beispielsweise dadurch,
dass er über den in 1 gestrichelt
angedeuteten Kanalverlauf mit einem Vorsteuer-Speisekanal 21 der Grundplatte 10 verbunden
ist. Die Druckquelle liefert unter atmosphärischem Überdruck
stehendes fluidisches Druckmedium, insbesondere Druckluft.
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Alternativ
könnte der erste Ventilkanal 22 auch von dem oben
erwähnten Speisekanal der Hauptventilkanäle 9 abgezweigt
sein.
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Der
erste Ventilsitz 18 liegt in einer in dem Gehäuseteil 6 ausgebildeten
Ventilkammer 25, die über einen nur gestrichelt
angedeuteten dritten Ventilkanal 24 in ständiger
Verbindung mit einer zu dem Hauptventil 2 gehörenden
Beaufschlagungskammer 26 steht. Letztere ist von einer
mit dem Ventilschieber 4 antriebsmäßig
verbundenen Beaufschlagungsfläche 27 begrenzt,
beispielsweise von einer Stirnfläche des Ventilschiebers 4.
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Befindet
sich das Ventilglied 8 in der abgebildeten ersten Schaltstellung,
trennt es den ersten Ventilkanal 22 von der Ventilkammer 25 ab
und verbindet gleichzeitig den dritten Ventilkanal 24 mit
dem zur Atmosphäre führenden zweiten Ventilkanal 23. Die
Beaufschlagungskammer 26 ist folglich drucklos, so dass
der Ventilschieber 4 eine aus 1 ersichtli che
Schaltstellung einnehmen kann, in der die Beaufschlagungskammer 26 ein
minimales Volumen aufweist.
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In
der zweiten Schaltstellung des Ventilgliedes 8 ist die
erste Dichtfläche 16 vom ersten Ventilsitz 18 abgehoben,
während gleichzeitig die zweite Dichtfläche 17 am
zweiten Ventilsitz 19 dichtend anliegt. Dadurch ist der
zweite Ventilkanal 23 abgesperrt und es kann Druckmedium
aus dem geöffneten ersten Ventilkanal 22 über
die Ventilkammer 25 in die Beaufschlagungskammer 26 einströmen,
um den Ventilschieber 4 zu beaufschlagen und in eine andere Schaltstellung
zu verlagern.
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Im
deaktivierten Zustand der elektrischen Antriebseinrichtung 7 liegt
die erste Schaltstellung des Ventilgliedes 8 vor, die durch
eine das Ventilglied 8 ständig beaufschlagende
erste Federeinrichtung 32 aufrechterhalten wird. Zum Umschalten
in die zweite Schaltstellung ist folglich die rückstellende Kraft
der ersten Federeinrichtung 32 zu überwinden.
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Das
Vorsteuerventil 5 ist zusätzlich zu den eine elektrische
Ansteuerung ermöglichenden Mitteln mit einer Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 ausgestattet.
Sie ermöglicht es, das Ventilglied 8 ohne Mitwirkung
der elektrischen Antriebseinrichtung 7, durch eine rein
manuell aufzubringende Betätigungskraft FB,
aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schalt stellung zu verlagern
und dort auch so lange wie gewünscht zu halten. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 wird
vor allem zu Einrichtungszwecken genutzt, wenn durch manuelle Betätigung
ausgewählte Betriebsvorgänge an einer zugeordneten
Maschine oder Anlage ausgelöst werden sollen. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 enthält
einen in dem Gehäuseteil 6 in Richtung seiner
Längsachse 36 linear verschiebbar angeordneten
Betätigungsstößel 34. Die beim
Verschieben ausgeführte Bewegung sei im Folgenden als Umschaltbewegung
bezeichnet. Sie kann in einer mit der Achsrichtung der Längsachse 36 zusammenfallenden
Aktivierungsrichtung 39 oder in einer entgegengesetzten
Deaktivierungsrichtung 40 orientiert sein.
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Die
Längsachse 36 verläuft quer und insbesondere
rechtwinkelig zur Längsachse bzw. zur Richtung der Umschaltbewegung 12 des
Ventilgliedes 8. Diese Orientierung ist durch eine entsprechend
ausgerichtete, insbesondere nach Art einer Bohrung ausgebildete
Führungsausnehmung 45 des Gehäuseteils 6 vorgegeben,
in der der Betätigungsstößel 34 axial
verschiebbar aufgenommen ist und die über eine äußere Öffnung 41 zu
einer ersten Außenfläche 42 des Gehäuseteils 6 ausmündet.
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Der
im Bereich der äußeren Öffnung 41 liegende
Endabschnitt des Betätigungsstößels 34 bildet einen
für manuelle Beaufschlagung ausgelegten Betätigungsendabschnitt 43.
Er ist von außen her zugänglich, um mit der schon
erwähnten Betätigungskraft FB drückend
beaufschlagt werden zu können, in Richtung eines weiteren
axialen Eintauchens in die Führungsausnehmung 35,
d. h. in der Aktivierungsrichtung 39.
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Durch
eine Rückstellfeder 56 ist der Betätigungsstößel 34 in
Richtung nach axial außen, also in der Deaktivierungsrichtung 40 in
die aus 1 und 2 ersichtliche
unbetätigte Grundstellung vorgespannt. Die Grundstellung
ist durch nicht gehäusefeste Anschlagmittel 50 definiert,
so dass der Betätigungsstößel 34 nicht
aus der Führungsausnehmung 35 herausfallen kann.
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Durch
Aufbringen der Betätigungskraft FB kann
der Betätigungsstößel 34 entgegen
der Kraft der Rückstellfeder 56 aus der unbetätigten
Grundstellung in eine axial weiter in die Führungsausnehmung 35 eintauchende
betätigte Arbeitsstellung verschoben werden. Hierbei drückt
der Betätigungsstößel 34 mit
seinem dem äußeren Betätigungsendabschnitt 43 entgegengesetzten
inneren Endabschnitt 44 gegen den vorderen Endabschnitt 49 des
Ventilgliedes 8. Dadurch wird das Ventilglied 8 aus
der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung verlagert.
Die betätigte Arbeitsstellung des Betätigungsstößels 34 liegt
dann vor, wenn das Ventilglied 8 durch Anlage an dem zweiten
Ventilsitz 19 die zweite Schaltstellung erreicht hat.
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Dieser
Zustand bleibt erhalten, solange die manuelle Betätigungskraft
FB vorhanden ist. Wird diese Kraft weggenommen,
schiebt die Rückstellfeder 56 den Betätigungsstößel 34 wieder
nach außen in die unbetätigte Grundstellung zurück.
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Die
Rückstellfeder 56 sitzt zweckmäßigerweise
zwischen dem inneren Endabschnitt 44 des Betätigungsstößels 34 und
der gegenüberliegenden axialen Abschlusswand der Führungsausnehmung 35.
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Ein
am Außenumfang des Betätigungsstößels 34 angeordneter
Dichtungsring 58 liegt ständig dichtend an der
Innenfläche der Führungsausnehmung 35 an
und verhindert dadurch einen Fluidaustritt aus der Ventilkammer 25.
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Bisher
wurde erläutert, wie das Ventilglied 8 durch eine
tastende Betätigung des Betätigungsstößels 34 bei
Bedarf vorübergehend aus der ersten in die zweite Schaltstellung
umschaltbar ist. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 ist
jedoch darüber hinaus so ausgelegt, dass der Betätigungsstößel 34 in seiner
betätigten Stellung mechanisch verriegelbar ist, so dass
er auch bei Wegnahme der manuell aufgebrachten Betätigungskraft
FB in der Arbeitsstellung verbleibt. Dadurch kann
das Ventilglied für beliebig lange Zeit in der zweiten
Schaltstellung gehalten werden.
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Die
für die Verriegelung verantwortlichen Verriegelungsmittel 46 enthalten
beim Ausführungsbeispiel zwei an sich diametral gegenüberliegenden Stellen
in den Außenumfang des Betätigungsstößels 34 eingebrachte
Quernuten 47, die jeweils nach Art von Sekanten bzw. tangential
verlaufen und sich daher nur über eine Teillänge
des Umfanges des Betätigungsstößels 34 erstrecken.
Der Umfangsabschnitt zwischen den beiden Quernuten 47 sowie
der sich nach axial innen daran anschließende Längenabschnitt
des Betätigungsstößels 34 ist
abgeflacht, wobei die Abflachungen in einer zur Zeichenebene der 1 parallelen
Ebene verlaufen und in der Zeichnung selbst nicht sichtbar sind.
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In
einem Bereich, der in der Grundstellung des Betätigungsstößels 34 axial
innerhalb den beiden auf gleicher Höhe liegenden Quernuten 47 liegt, erstreckt
sich am Rand der Führungsausnehmung 35, insbesondere
nach Art einer Sekante durch diese hindurch, ein in 1 gestrichelt
angedeuteter Verriegelungsstift 48. Er erstreckt sich parallel
zu der erwähnten Abflachung und ist im Gehäuseteil 6 fixiert.
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Bei
der tastenden Betätigung gleitet der Betätigungsstößel 34 mit
der betreffenden Abflachung an dem Verriegelungsstift 48 entlang,
wobei der Verriegelungsstift 48 keinen Einfluss auf die
axiale Beweglichkeit nimmt. In der Arbeitsstellung ist der Betätigungsstößel 34 soweit
nach axial innen verschoben, dass seine Quernuten 47 auf
gleicher Höhe mit dem Verriegelungsstift 48 liegen.
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In
dieser Position kann durch Verdrehen des Betätigungsstößels 34 die
Verriegelung hervorgerufen werden. Je nach Drehrichtung greift dann
die eine oder andere der beiden Quernuten 47 über
den Verriegelungsstift 48, so dass der Betätigungsstößel 34 axial
blockiert ist und auch nach Wegnahme der Betätigungskraft
FB in der Arbeitsstellung verharrt.
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Das
zum Verdrehen erforderliche Drehmoment kann wie die Betätigungskraft
FB an dem Betätigungsendabschnitt 43 von
außen her eingeleitet. Der Betätigungsendabschnitt 43 enthält
hierfür beim Ausführungsbeispiel an seiner äußeren
Stirnfläche 52 einen geeigneten Drehwerkzeug-Angriffsabschnitt 53,
beispielsweise einen das Ansetzen eines Schraubendrehers gestattenden
Querschlitz.
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Der
Verriegelungsstift 48 kann gleichzeitig die oben erwähnten
Anschlagmittel 50 bilden.
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Die
bisher hinsichtlich der Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 beschriebenen
Aktionen sind möglich, solange die Ventileinrichtung 1 nicht
mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsabdeckung 62 ausgestattet
ist. Die Sicherheitsabdeckung 62 ist an die erste Außenfläche 42 ansetzbar
und an dieser entweder lösbar oder – vorzugsweise – unlösbar
fixierbar. Im montierten Zustand hat die Sicherheitsabdeckung 62 den
Effekt, dass der Betätigungsstößel 34 nur
noch tastend betätigbar ist, jedoch nicht mehr zum Verdrehen
zugänglich ist und folglich in seiner betätigten
Arbeitsstellung auch nicht mehr verriegelbar ist.
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Die
Sicherheitsabdeckung 62 wird installiert, nachdem im Zusammenhang
mit einer durch die Ventileinrichtung 1 anzusteuernden
Maschine oder Anlage die ein Verriegeln der Arbeitsstellung erforderlichen
Einrichtarbeiten abgeschlossen sind. Nach der Installation ist ausgeschlossen,
dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 beim
anschließenden Betrieb der Maschine oder Anlage aus Unachtsamkeit
versehentlich in die verriegelte Arbeitsstellung verbracht wird,
was unüberschaubare Schäden nach sich ziehen könnte.
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Die
in 4 bis 7 einzeln abgebildete Sicherheitsabdeckung 62 ist
vorzugsweise eine Baueinheit und insbesondere als einstückige
Komponente hergestellt, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial in einem
Spritzgießverfahren.
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In
der bevorzugten Bauform des Ausführungsbeispiels ist die
Sicherheitsabdeckung 62 deckelartig ausgebildet und hat
die Form einer Platte, die leicht gewölbt ist, entsprechend
der Außenkontur der ersten Außenfläche 42.
Ist Letztere eben, kann selbstverständlich auch die Sicherheitsabdeckung 62 eine
ebene Ausdehnung aufweisen.
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Die
Sicherheitsabdeckung 62 enthält einen plattenförmigen
Grundkörper 63, der im mittleren Bereich von einer
Durchbrechung 64 quer zu seiner Hauptausdehnungsebene durchsetzt
ist. An seiner Unterseite verfügt er über eine
Bodenfläche 65, deren Formgebung an diejenige
der ersten Außenfläche 42 angepasst ist.
Somit kann der Grundkörper 63 mit seiner Bodenfläche 65 voraus
an die erste Außenfläche 42 angesetzt
werden. Die 1 bis 3 zeigen
den auf diese Weise angesetzten Zustand.
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Von
der Bodenfläche 65 ragen nach unten ein oder mehrere,
als Rastvorsprünge ausgebildete Rastverbindungsmittel 66 weg.
Sie sind in der Lage, beim Ansetzen der Sicherheitsabdeckung 62 an
die erste Außenfläche 42 in daran angepasste
Rastvertiefungen 67 – in 1 gestrichelt
angedeutet – des Gehäuse teils 6 einzutauchen
und mit diesem zu verrasten. Ohne Zerlegen der Ventileinrichtung 1 kann die
Sicherheitsabdeckung 62 jetzt nur noch mit Gewaltanwendung
bzw. durch Zerstörung ihrer selbst abgenommen werden.
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Möglich
wäre es allerdings auch, Verbindungsmittel vorzusehen,
die von außen her und ohne Zerlegen der Ventileinrichtung 1 ein
Lösen der installierten Sicherheitsabdeckung 62 ermöglichen.
Auch in diesem Falle ist nämlich noch gewährleistet,
dass eine versehentliche Verriegelung der Arbeitsstellung nicht
stattfinden kann.
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Im
montierten Zustand der Sicherheitsabdeckung 62 liegt die
Durchbrechung 64 der äußeren Öffnung 41 der
Führungsausnehmung 35 axial gegenüber.
Prinzipiell wäre daher durch die Durchbrechung 64 hindurch
ein Zugriff zu dem Betätigungsendabschnitt 43 möglich,
wenn nicht in der Durchbrechung 64 ein maßgeblich
für die Sicherungsfunktion der Sicherheitsabdeckung 62 verantwortliches
Tastelement 68 angeordnet wäre.
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Das
Tastelement 68 ist in seiner Größe und Formgebung
so ausgeführt, dass es den Betätigungsendabschnitt 43 nach
außen hin abschirmt und zumindest soweit abdeckt, dass
durch die Durchbrechung 64 hindurch kein Zugriff mehr zu
dem Betätigungsend-abschnitt 43 möglich
ist, der eine Drehmomenteinlei tung zur Folge haben könnte.
Im konkreten Fall wird beim Ausführungsbeispiel der schlitzförmige Drehwerkzeug-Angriffsabschnitt 53 durch
das Tastelement 68 so verdeckt, dass er für ein
Drehwerkzeug nicht mehr erreichbar ist.
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Das
Tastelement 68 ist in einer Weise an dem Grundkörper 63 fixiert,
dass keine Möglichkeit besteht, es seitlich, also rechtwinkelig
zu der Längsachse 36, aus der der äußeren
Stirnfläche 52 vorgelagerten Position wegzuschwenken.
Zum einen ist dies bedingt durch die gewählte Aufhängung
des Tastelementes 68. Zum anderen kann, wenn die Aufhängung
nicht ausreichend stabil ist, auch die seitliche Begrenzungsfläche
der Durchbrechung 64 dazu dienen, eventuelle Seitwärtsbewegungen
des Tastelementes 68 als Anschlagfläche zu begrenzen.
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Das
Tastelement 68 ist allerdings in Richtung hin zu dem Betätigungsendabschnitt 43 und
in der Gegenrichtung relativ zu dem Grundkörper 63 beweglich.
Dadurch besteht die Möglichkeit, die oben erwähnte
manuelle Betätigungskraft FB gemäß 3 auf
das Tastelement 68 auszuüben, das sich infolge dessen
in Richtung zum Betätigungsendabschnitt 43 verlagert
und auf die äußere Stirnfläche 52 des
Betätigungsstößels 34 einwirkt,
so dass dieser in gleicher Weise in die Arbeitsstellung verschoben
wird, als wenn sein Betätigungsendab schnitt 43 direkt
mit der manuellen Betätigungskraft FB beaufschlagt
würde.
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Das
Tastelement 68 ist bezüglich dem Grundkörper 63 federnd
abgestützt, wobei die hierzu vorgesehenen Federmittel 72 das
Tastelement 68 in der Aktivierungsrichtung 39 beaufschlagen,
insbesondere derart, dass das Tastelement 68 ständig
mit Federverspannung an der äußeren Stirnfläche 52 des
Betätigungsendabschnittes 43 anliegt, und zwar unabhängig
von der Axialposition des Betätigungsstößels 34.
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Es
ist von Vorteil, wenn das Tastelement 68 unmittelbar und
ausschließlich über die Federmittel 72 an
dem Grundkörper 63 aufgehängt ist. Zusätzliche
Befestigungs- oder Abstützmaßnahmen für
das Tastelement 68 erübrigen sich dadurch. Diese
Maßnahme ist beim Ausführungsbeispiel realisiert.
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Der
Grundkörper 63 ist rahmenförmig gestaltet
und enthält einen sich um die Durchbrechung 64 herum
erstreckenden U-förmigen Basisabschnitt 74. An
diesem Basisabschnitt 74 befindet sich die Bodenfläche 65.
Die beiden Schenkel 74a, 74b des Basisabschnittes 74 sind
durch einen die Durchbrechung begrenzenden Quersteg 73 miteinander
verbunden, dessen in Richtung der Längsachse 36 gemessene
Höhe geringer ist als diejenige des Basisabschnittes 74,
und der mit Abstand zu der Bodenfläche 65 angeordnet
ist. Auf diese Weise ergibt sich bei montierter Sicherheitsabdeckung 62 zwischen
dem Quersteg 73 und der ersten Außenfläche 42 ein
Zwischenraum 75, der von radial außen her in die
Durchbrechung 64 einmündet.
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Quersteg 73 und
Basisabschnitt 74 sind zweckmäßigerweise
einstückig miteinander ausgebildet.
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Die
Federmittel 72 bestehen beim Ausführungsbeispiel
aus einem U- oder V-förmig gebogenen, insbesondere aus
Kunststoffmaterial bestehenden Federelement 76. Dieses
ist mit dem axialen Ende seines einen Schenkels – im Folgenden
als Befestigungsschenkel 77 bezeichnet – an der
der Durchbrechung 64 abgewandten Außenseite des Quersteges 73 befestigt.
Ausgehend von dem Quersteg 73 erstreckt sich der Befestigungsschenkel 77 radial
bezüglich der Längsachse 36 nach außen
von der Durchbrechung 74 weg. Der im Folgenden als Tragarm 78 bezeichnete
andere Schenkel des Federelementes 76 ist einenends über
einen federelastischen Verbindungsabschnitt 82 mit dem
dem Quersteg 73 entgegengesetzten äußeren
Endbereich des Befestigungsschenkels 77 verbunden, wobei
er ausgehend von dem Verbindungsabschnitt 82 unterhalb des
Befestigungsschenkels 77 mit Bezug zu der Längsachse 36 nach
radial innen ragt und hierbei durch den Zwischenraum 75 hindurch
in die Durchbre chung 64 hineinragt. Dort trägt
der Tragarm 78 das Tastelement 68.
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Vor
der Montage der Sicherheitsabdeckung 62 ist das Federelement 76 noch
nicht zu der U-Form oder V-Form gebogen und stellt sich als linearer, streifenförmiger
und zugleich federelastischer Materialabschnitt 83 dar,
der von dem Quersteg 73 nach radial außen ragt,
wie dies in 2 strichpunktiert angedeutet
ist. Vor dem Ansetzen der Sicherheitsabdeckung 62 an das
Gehäuseteil 6 wird der Materialabschnitt 83 im
Bereich seines das Tastelement 68 tragenden freien Endes
gemäß dem Pfeil 84 nach unten und zugleich
nach radial innen umgebogen – um etwa 180° – wobei
der Biegevorgang elastisch abläuft und der Biegebereich
den Verbindungsabschnitt 82 definiert.
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Würde
man den umgebogenen Tragarm 78 vor dem Montieren der Sicherheitsabdeckung 62 loslassen,
würde er wieder nach außen federn und sich erneut
die Gestalt des linearen Materialabschnittes 83 einstellen.
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Somit
ist ersichtlich, dass durch das elastische Umbiegen eine rückstellende
Federkraft aufgebaut wird, die zur Folge hat, dass der Tragarm 78 das von
ihm getragene Tastelement 68 in der schon geschilderten
Weise ständig an die äußere Stirnfläche 52 des
Betätigungsstößels 34 andrückt.
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Der
Tragarm 78 ist, wie zweckmäßigerweise das
gesamte Federelement 76, band- oder streifenförmig
ausgebildet, wobei seine durch die Bandebene oder Streifenebene
definierte Hauptausdehnungsebene quer zur Längsachse 36 des
Betätigungsstößels 34 ausgerichtet
ist. Der Materialabschnitt 83 wird also um eine in der
Hauptausdehnungsebene verlaufende Achse umgebogen.
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Das
Federelement 76 bildet eine Art Filmscharnier, wobei die
Beweglichkeit für die Auslenkbewegung aus einem einstückigen
Materialabschnitt resultiert.
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Der
Befestigungsschenkel 76 ist zweckmäßigerweise
kürzer als der Tragarm 78. Der Quersteg 73 ist
mit axialem Abstand zu den freien Enden der beiden Schenkel 74a, 74b des
Basisabschnittes 74 angeordnet, wobei der Verbindungsabschnitt 82 im
Wesentlichen auf gleicher Höhe mit den Enden der beiden
genannten Schenkel 74a, 74b verläuft.
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Das
Tastelement 68 kann beispielsweise halbkugelförmig
oder halbzylindrisch gestaltet sein. Jedenfalls ist es von Vorteil,
wenn ihre an der äußeren Stirnfläche 52 anliegende
Beaufschlagungsfläche 85 konvex gewölbt
ist, so dass bei einer Betätigung des Tastelementes 68 eine
gleichförmige Verschiebebewegung des Betätigungsstößels 34 hervorgerufen
wird.
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Die
Federkraft, mit der das Tastelement 78 durch das Federelement 76 gegen
die äußere Stirnfläche 52 gedrückt
wird, ist geringer als die Federkraft der entgegengesetzt auf den
Betätigungsstößel 34 einwirkenden
Rückstellfeder 56. Somit wird der Betätigungsstößel 34 auch
bei montierter Sicherheitsabdeckung 62 durch die Rückstellfeder 56 in
der unbetätigten Grundstellung gemäß 1 und 2 gehalten,
solange nicht durch die Durchbrechung 64 hindurch die manuelle
Betätigungskraft FB auf das Tastelement 68 ausgeübt
wird.
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Bei
montierter Sicherheitsabdeckung 62 ist das federelastisch
aufgehängte Tastelement 68 über die Durchbrechung 64 von
der dem Betätigungsstößel 34 axial
entgegengesetzten Seite her zugänglich, um die manuelle
Betätigungskraft FB aufzubringen und
die geschilderte tastende Betätigung der Handhilfsbetätigungseinrichtung 33 durchzuführen.
Bei Bedarf könnte das Tastelement 68 auch so ausgebildet
sein, dass es an der der Bodenfläche 65 entgegengesetzten
Oberseite des Grundkörpers 63 aus der Durchbrechung 64 herausragt.
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Hingegen
ist die äußere Stirnfläche 52 und der
daran angeordnete Drehwerkzeug-Angriffsabschnitt 53 durch
das vorgelagerte Tastelement 68 und vorzugsweise auch den
sich um das Tastelement 68 herum erstreckenden Grundkörper 63 derart
nach außen hin abgeschirmt, dass ein direkter Zugriff nicht möglich
ist, so dass ein Verriegeln des in die Arbeitsstellung verlagerten
Betätigungsstößels 34 ausgeschlossen
werden kann.
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Das
U- oder V-förmig gebogene Federelement 76 definiert
eine relativ weiche Feder und ermöglicht gleichzeitig einen
relativ großen Betätigungshub für das
daran angeformte Tastelement 68.
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Die
Sicherheitsabdeckung 62 lässt sich aufgrund ihrer
bevorzugten einstückigen Ausgestaltung sehr kostengünstig
fertigen. Es erübrigt sich insbesondere die Montage eines
eigenständigen Federelementes. Letzteres ist ein integraler
Bestandteil, der unmittelbar bei der Spritzgießfertigung
hergestellt wird.
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Da
das Tastelement 68 durch das Federelement 76 ständig
in Richtung der äußeren Stirnfläche 52 des
Betätigungsstößels 34 vorgespannt
ist, ist auch bei einer dahingehenden Einbaulage, bei der die äußere
Stirnfläche 52 nach unten weist, ein Wegkippen
des Tastelementes 68 vermieden.
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Die
Ventileinrichtung 1 kann durch mindestens ein in 1 gestrichelt
angedeutetes Befestigungselement 86 an der Grund platte 10 fixiert
sein. Beim Ausführungsbeispiel durchsetzt das Befestigungselement 86 das
Gehäuseteil 6 und wird von der ersten Außenfläche 42 her
installiert. Damit eine Montage und Demontage der Ventileinrichtung 1 auch
bei montierter Sicherheitsabdeckung 62 uneingeschränkt
möglich ist, ist der Grundkörper 63 der
Sicherheitsabdeckung 62 mit einer in Höhenrichtung durchgehenden
Durchgriffsöffnung 87 ausgestattet, die mit der
das Befestigungselement 86 aufnehmenden kanalförmigen
Montageöffnung 88 des Gehäuseteils 6 axial
fluchtet. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Durchbrechung 64 und
die Durchgriffsöffnung 87 seitlich unmittelbar
ineinander übergehen, so dass sie von den Abschnitten einer
gemeinsamen Durchbrechung des Grundkörpers 63 gebildet
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DD 223785
A1 [0002]
- - DE 4309695 A1 [0004, 0031]