DE19503667C1 - Wegeventil mit hebelartigem Betätigungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil mit einem hebelartigen Betätigungselement, das um eine am Ventilgehäuse feste Drehachse schwenkbar ist und das mit einem Hebelarm einen Ventilstößel betätigt.

Derartige Wegeventile, insbesondere z. B. 3/2 Wegeventile dienen dazu, die Arbeitsleitung eines hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Aggregats abwechselnd mit einer Druckleitung oder mit einer Entlüftungsleitung bzw. Entlüftungsvorrichtung zu verbinden. Diese Wegeventile werden zur Steuerung einfach wirkender Zylinder oder als Schalter zur Steuerung weiterer Ventile eingesetzt.

Es ist eine Handbetätigungseinrichtung für Magnetventile bekannt (DE 27 17 687 C2), wobei ein Betätigungsbolzen zur Notbetätigung sowie zur Hilfsbetätigung beim Einrichten von Maschinen dient. Hierbei sind an dem von außen zugänglichen Ende des Betätigungsbolzens Abschnitte vorgesehen, die durch Trennuten voneinander abgegrenzt und einzeln abtrennbar sind. Außerdem sind auch Biegeverbindungen an Teilen bekannt, um ein besonderes Scharnier zu ersparen.

Es ist außerdem bekannt (DE 38 12 285 C2), das eingangs bezeichnete Wegeventil mit einem blockförmigen Gehäuse auszustatten, wobei Endkappen jeweils einen Abschluß bilden. Für die Nullstellung eines Schieberkolbens sind Federn vorgesehen, die den Schieberkolben in einer Mittelstellung halten. Für die Betätigung ist ein Lagerbock mit einem Schwenklager in einer Endkappe angeordnet, in dem ein Handbetätigungshebel befestigt ist. Endkappen, Lagerbock, Schwenklager, ein stiftförmiges Koppelglied und der Handbetätigungshebel verteuern das Ventil erheblich, so daß das Ventil nicht mehr wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Weiterhin ist es aus der DE 35 03 357 C2 bekannt, daß ein Betätigungselement eines Sitzventils, eine Wipptaste und/oder ein Betätigungshebel und/oder ein Lösehebel einstückig, insbesondere aus Kunststoff gefertigt sind. Hierbei wird die Einstückigkeit jedoch nur den gemeinsamen Funktionen der genannten Bauteile gerecht. Weitergehende Funktionen sind nicht auf die einzelnen Bauteile übertragbar.

Bei Ventilen wird ein Betätigungselement, wie z. B. ein Rollenhebel, ein Taster, ein Schaltgriff oder dgl. am Ventilgehäuse durch Niete, Schrauben usw. befestigt. Dadurch sind nicht nur eine Mehrzahl von Teilen notwendig, sondern auch eine Vielzahl von Montageschritten, wobei die Herstellung solcher Ventile nicht mehr ausreichend wirtschaftlich erfolgen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein in der Herstellung und Montage einfaches und somit preiswertes Ventil zu schaffen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse und das hebelartige Betätigungselement einstückig herstellbar sind, wobei das Ventilgehäuse und das Betätigungselement mittels einer elastischen Biegeverbindung unlösbar miteinander verbunden sind. Dieses Ventil kann aus plastifizierbaren Kunststoffen erheblich wirtschaftlicher und preiswerter hergestellt werden. Dadurch, daß das Betätigungselement bereits im Ventilgehäuse integriert ist, sind weniger Einzelteile erforderlich. Sowohl Ventilgehäuse als auch das aus einem Rollenhebel oder einem Taster bestehende Betätigungselement werden zusammenhängend aus entsprechenden Kunststoffen gespritzt.

Eine technische Verbesserung des Ventils wird dadurch erzielt, daß an dem Betätigungselement, das als Hebelarm ausgebildet ist, seitlich am Hebelarm angeformte Rippen jeweils mit dem Schwenkradius ausgebildete Ausnehmungen und an dem Ventilgehäuse zugehörige analog geformte Stege vorgesehen sind. Dadurch wird beim ersten Zuklappen des Betätigungselementes dieses soweit eingerastet, daß nur noch der vorherbestimmte Hub als Relativbewegung ausgeführt werden kann.

Die damit eingenommene Betriebslage wird nach weiteren Merkmalen dadurch gesichert, daß die Ausnehmung in einem Steg-Abstand an der Rippe angeordnet ist. Nach Überspringen des Steg-Abstandes kann nur noch der erwähnte Hub ausgeführt werden.

Der relative Weg zwischen Betätigungselement und Ventilgehäuse kann dadurch eingestellt werden, daß die Ausnehmung gegenüber dem Steg einen Bewegungsweg entsprechend dem Hub des Ventilstößels zuläßt.

Die Abmessungen des Ventils sind dabei der Art, daß die Ausnehmung für den Steg eine Führung bildet.

Eine weitere Führung zwischen Betätigungselement und Ventilgehäuse wird sodann dadurch geschaffen, daß an dem Betätigungselement eine Rippe mittig zum Ventilgehäuse vorgesehen ist, an der ebenfalls mittig ein Steg angeformt ist, der eine Seitenführung des Ventilgehäuses durchgreifend in eine die Ventilgehäusebreite durchstoßende Ausnehmung einführbar ist. Das Ventilgehäuse wird dadurch kompakt und ohne vorspringende Teile bzw. Kanten.

Eine solche Führung kann noch genauer gestaltet werden, indem an den paarweise vorgesehenen Rippen des Betätigungselementes jeweils in Vertiefungen eingreifende Vorsprünge vorgesehen sind.

Die Kompaktheit des Ventils wird außerdem dadurch unterstützt, daß das Betätigungselement innerhalb der Ventilgehäusebreite oder mit diesem abschließend angeordnet ist.

Eine alternative Lösung zur Führung bei unverändertem Herstellungsverfahren besteht darin, daß am Betätigungselement nur eine Rippe angeformt ist, die in eine etwa schlitzförmige Führung am Ventilgehäuse einschwenkbar und verrastbar ist.

Der Hub kann dadurch begrenzt oder festgelegt werden, indem innerhalb der Breite des Ventilgehäuses im Schwenkbereich des Betätigungselementes ein schräger Absatz als Anschlag für das Betätigungselement dient. Das Betätigungselement kann somit nur soweit geschwenkt werden, bis es an dem schrägen Absatz anliegt.

Eine weitere alternative Ausführungsform sieht vor, daß an einer paarweisen Rippe auf der Innenseite jeweils ein Steg angeordnet ist, der jeweils in eine in die Ventilgehäusebreite eingelassene bogenförmige Ausnehmung eingreift.

Vorteilhaft ist außerdem, daß die Biegeverbindung aus einem an das Ventilgehäuse angeformten etwa parallel zur Ventilgehäuse-Kontur verlaufenden im Biegebereich mit Spaltabstand angeordneten Hebelarm gebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1A eine Seitenansicht eines Wegeventils in Betriebsstellung,

Fig. 1B die zu Fig. 1A gehörende Vorderansicht,

Fig. 1C eine Seitenansicht des Ventils außerhalb der Betriebsstellung,

Fig. 1D einen Teilquerschnitt durch das Ventil in Betriebsstellung,

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform mit mittigem Hebelarm außerhalb der Betriebsstellung,

Fig. 3 das Wegeventil in Seitenansicht im Querschnitt, nachdem das Betätigungselement in Betriebslage gebracht ist,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Ausführungsform in Betriebsstellung,

Fig. 5 die zu Fig. 4 gehörende Vorderansicht,

Fig. 6 eine weitere alternative Ausführungsform mit paarweisen Rippen außerhalb der Betriebsstellung,

Fig. 7 einen Teilquerschnitt durch das Ventil gemäß Fig. 6,

Fig. 8 das Ventil gemäß Fig. 6 in Betriebsstellung und

Fig. 9 eine weitere alternative Ausführungsform für die Biegeverbindung.

Das Wegeventil weist ein hebelartiges Betätigungselement 1 auf, das um eine am Ventilgehäuse 2 feste Drehachse 3 schwenkbar ist und das mit einem Hebelarm 1a einen (gefederten) Ventilstößel 4 betätigt.

Das Ventilgehäuse 2 und das hebelartige Betätigungselement 1 sind einstückig aus Kunststoff hergestellt, d. h. gespritzt, wobei das Ventilgehäuse 2 und das Betätigungselement 1 mittels einer elastischen Biegeverbindung 5 unlösbar miteinander verbunden sind. Die Biegeverbindung 5 besteht aus einem stetigen Übergang gleichbleibender Werkstoffdicke oder aus einem solchen mit beidseitig angeordneten muldenförmigen Vertiefungen, die zwar eine feste Verbindung bilden, jedoch den Biegevorgang erleichtern.

Es ist auch möglich, die Biegeverbindung durch Einlegen von biegefähigen Materialien, wie z. B. von Glasfasern o. dgl. zu verstärken oder überhaupt zu bilden. Derartige Elemente wie Glasfasern können vom übrigen plastifizierbaren Kunststoff des Ventilgehäuses umgeben bzw. in diese eingebettet sein.

Das als Hebelarm 1a ausgebildete Betätigungselement 1 weist jeweils eine seitlich am Hebelarm 1a angeformte Rippe 6a und 6b auf. An den Rippen 6a und 6b sind bogenförmige Ausnehmungen 8 mit einem Schwenkradius 7 ausgebildet. Dazu passend befindet sich ein zugehöriger analog geformter Steg 9 an jeder Seite des Ventilgehäuses 2 (Fig. 1A-1C). Währenddem der Steg 9 unmittelbar an einer Randkante 2a beginnt und im übrigen um ein vorherbestimmtes Maß kürzer ist als die bogenförmige Ausnehmung 8, befindet sich die an den Stirnseiten geschlossene Ausnehmung 8 mit einem Steg-Abstand 10 in der Rippe 6. Das Verhältnis der Bogenlängen der Ausnehmung 8 und des Steges 9 ist dahingehend festgelegt, daß die Ausnehmung 8 gegenüber dem Steg 9 einen Bewegungsweg 11 entsprechend einem Hub 12 des Ventilstößels 4 gestattet. In der Breite sind die Ausnehmung 8 und der Steg 9 derart aufeinander abgestimmt, und zwar mit entsprechenden Toleranzen, daß die Ausnehmung 8 für den Steg 9 eine Führung 14 bildet. Das Ventilgehäuse 2 wird über Befestigungsbohrungen 13 befestigt.

An dem Betätigungselement 1 sind in der Ausführungsform der Fig. 1A bis 1D 4 paarweise Rippen 6a, 6b in einem Abstand 15 vorgesehen, der im wesentlichen einer Ventilgehäusebreite 16 entspricht, wobei in dem Ventilgehäuse 2 alle Teile für den Ventilstößel 4 und die Druckmittelanschlüsse 22 bzw. 23 vorhanden sind.

An den paarweise vorgesehenen Rippen 6a, 6b des Betätigungselementes 1 sind jeweils Vertiefungen 17 am Ventilgehäuse 2 angeordnet, in die Vorsprünge 18 o. dgl. eingreifen.

Nach dem Zusammenklappen des Betätigungselementes 1, wobei der Steg-Abstand 10 kurzzeitig den Steg 9 überspringt, so daß der Steg 9 in die Ausnehmung 8 einrastet und nur noch auf die Weglänge des Hubes 12 bewegbar ist (Fig. 1A und 1G), gleiten der Steg 9 und die Ausnehmung 8 geführt ineinander. Eine zusätzliche Führung ist dadurch geschaffen, daß die paarweise vorgesehenen Rippen 6a, 6b des Betätigungselementes 1 im Abstand 15 an Gehäuseflächen 19 anlegen.

Wie aus den Fig. 1B, 1D, 3, 5 und 7 ersichtlich ist, ist das Betätigungselement 1 innerhalb der Ventilgehäusebreite 16 oder mit dieser abschließend angeordnet, wodurch eine äußerst kompakte Bauform entsteht.

Alternativ zur vorstehend beschriebenen Lösung ist es möglich, daß am Betätigungselement 1 nur eine Rippe 6 angeformt ist, die in eine etwa schlitzförmige Seitenführung 24 am Ventilgehäuse 2 einschwenkbar und verrastbar ist (Fig. 2 bis 5).

Wie in den Fig. 1A-1G, 6 und 8 sichtbar ist, dient innerhalb der Ventilgehäusebreite 16 des Ventilgehäuses 2 im Schwenkbereich des Betätigungselementes 1 ein schräger Absatz 20 als Anschlag für das Betätigungselement 1, das somit nicht weiter geschwenkt werden kann als dies durch den Absatz 20 bestimmt wird. Diese Anschlagfunktion kann jedoch auch alternativ in die Ausnehmung 8 mit dem Steg 9 gebracht werden, je nachdem, welche Lösung der Konstrukteur anstrebt.

Eine Schaltrolle 21 wird mittels eines Bolzens montiert, wobei der Schaltrollen- Durchmesser 21a etwas größer ist als ein Auge, das am Betätigungselement 1 gebildet ist. Ebenfalls ist die Schaltrollen-Dicke 21b entsprechend kleiner als die Ventilgehäusebreite 16 und liegt in einem Ausschnitt des Betätigungselementes 1.

In der Alternativen der Fig. 2 bis 5 ist ersichtlich, daß an dem Betätigungselement 1 eine Rippe 6 mittig zum Ventilgehäuse 2 vorgesehen ist, an der ebenfalls mittig ein Steg 9 angeformt ist, der eine Seitenführung 24 des Ventilgehäuses 2 durchgreift und in eine die Ventilgehäusebreite 16 durchstoßende Ausnehmung, die an beiden Seiten offen ist, eingeführt wird.

Die Kompaktheit des Ventilgehäuses 2 wird dadurch gewahrt, daß das Betätigungs­ element 1 innerhalb der Ventilgehäusebreite 16 oder mit diesem abschließend angeordnet ist. Gemäß den Fig. 2 bis 5 ist am Betätigungselement 1 nur eine Rippe 6 angeformt, die in eine etwa schlitzförmige Führung 19 am Ventilgehäuse 2 einschwenkbar und verrastbar ist.

Innerhalb der Breite des Ventilgehäuses 2 dient im Schwenkbereich des Betätigungs­ elementes ein schräger Absatz 20 als Anschlag für den Hebelarm 1a.

Eine andere Alternative der Führung des Hebelarms 1a, seiner Einstellung und Ver­ rastung in dem Ventilgehäuse 2 besteht darin (Fig. 6 bis 8), daß an einer paarweisen Rippe 6a, 6b auf der Innenseite jeweils ein Steg 9 angeordnet ist, der jeweils in eine in die Ventilgehäusebreite 16 eingelassene bogenförmige Ausnehmung 8 eingreift.

In Fig. 9 ist außerdem dargestellt, daß die Biegeverbindung 5 aus einem an das Ventilgehäuse 2 angeformten, etwa parallel zur Ventilgehäusekontur 2b verlaufenden Biegebereich mit Spaltabstand 25 angeordnetem Hebelarm 1a gebildet ist, dadurch entsteht ein Hebelarm 1a durchgehend gleicher Wandstärke.

Bezugszeichenliste

1 Betätigungselement
1a Hebelarm
2 Ventilgehäuse
2a Randkante
2b Ventilgehäuse-Kontur
3 feste Drehachse
4 Ventilstößel
5 Biegeverbindung
6 Rippe
6a paarweise Rippen
6b paarweise Rippen
7 Schwenkradius
8 Ausnehmung
9 Steg
10 Steg-Abstand
11 Bewegungsweg
12 Hub
13 Befestigungsbohrungen
14 Führung
15 Abstand
16 Ventilgehäusebreite
17 Vertiefungen
18 Vorsprünge
19 Gehäusefläche
20 schräger Absatz
21 Schaltrolle
21a Schaltrollen-Durchmesser
21b Schaltrollen-Dicke
22 Druckmittelanschluß
23 Druckmittelanschluß
24 Seitenführung
25 Spaltabstand

Claims (12)

1. Wegeventil mit einem hebelartigen Betätigungselement, das um eine am Ventilgehäuse feste Drehachse schwenkbar ist und das mit einem Hebelarm einen Ventilstößel betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (2) und das hebelartige Betätigungselement (1) einstückig herstellbar sind, wobei das Ventilgehäuse (2) und das Betätigungselement (1) mittels einer elastischen Biegeverbindung (5) unlösbar miteinander verbunden sind.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungselement (1), das als Hebelarm (1) ausgebildet ist, seitlich am Hebelarm (1a) angeformte Rippen (6a, 6b) jeweils mit dem Schwenkradius (7) ausgebildete Ausnehmungen (8) und an dem Ventilgehäuse (2) zugehörige analog geformte Stege (9) vorgesehen sind.

3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (8) in einem Steg-Abstand (10) an der Rippe (6) angeordnet ist.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (8) gegenüber dem Steg (9) einen Bewegungsweg (11) entsprechend dem Hub (12) des Ventilstößels (4) zuläßt.

5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (8) für den Steg (9) eine Führung (14) bildet.

6. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungselement (1) eine Rippe (6) mittig zum Ventilgehäuse (2) vorgesehen ist, an der ebenfalls mittig ein Steg (9) angeformt ist, der eine Seitenführung (24) des Ventilgehäuses (2) durchgreifend in eine die Ventilgehäusebreite (16) durchstoßende Ausnehmung (8) einführbar ist.

7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den paarweise vorgesehenen Rippen (6a, 6b) des Betätigungselementes (1) jeweils in Vertiefungen (17) am Ventilgehäuse (2) eingreifende Vorsprünge (18) vorgesehen sind.

8. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (1) innerhalb der Ventilgehäusebreite (16) oder mit diesem abschließend angeordnet ist.

9. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungselement (1) nur eine Rippe (6) angeformt ist, die in eine etwa schlitzförmige Führung am Ventilgehäuse (2) einschwenkbar und verrastbar ist.

10. Wegeventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß innehralb der Breite (16) des Ventilgehäuses (2) im Schwenkbereich des Betätigungselementes (1) ein schräger Absatz (20) als Anschlag für das Betätigungselement (1) dient.

11. Wegeventil nachk einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an einer paarweisen Rippe (6a, 6b) auf der Innenseite jeweils ein Steg (9) angeordnet ist, der jeweils in eine in die Ventilgehäusebreite (16) eingelassene bogenförmige Ausnehmung (8) eingreift.

12. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverbindung (5) aus einem an das Ventilgehäuse (2) angeformten etwa parallel zur Ventilgehäusekontur (2b) verlaufenden im Biegebereich mit Spaltabstand (25) angeordneten Hebelarm (1a) gebildet ist.