DE2440255A1 - Mehrwegeventil - Google Patents

Mehrwegeventil

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DE2440255A1
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Jan R De Fries
Kurt Dipl Ing Stoll
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Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
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Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/56Mechanical actuating means without stable intermediate position, e.g. with snap action

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)

Description

  • Mehrwegeventil Die erfindung betrifft ein kehrwegeventil mit einem relativ zum Ventilgehause in einem von diesem umschlossenen Ventilraum in axialer Richtung zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegbaren Ventilglied,das mit mindestens einer ring- oder scneibenförmigen Dichtfläche verbunden ist, der ein koaxial zum Ventilglied angeordneter Ventilsitz zugeordnet ist.
  • Die Erfindung hat sich die rufgabe gestellt, ein Mehrwegeventil dieser Art zu schaffen, bei dem auf mechanische eise eine sehr schnelle Verstellbewegung des Ventilgliedes erreicht wird, d.h. ein Mehrwegeventil zu schaffen, das eine sehr kurze Schaltzeit besitzt, wobei die Bewegung des Ventilgliedes sprunghaft erfolgen soll. Das neue Mehrwegeventil soll überdies äußerst einfach im Aufbau sein und möglichst klein bauen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Ventilglied in axialer wichtung das freie Ende des ersten Schenkels eines zweiarmigen Hebels gelenkig angreift, dessen zweiter schenkel mit dem ersten Schenkel über eine Gelenkachse verbunden und mit seinem freien Ende gelenkig an einer parallel zur Gelenkachse verlaufenden ortsfesten Lagerachse gelagert ist, so daß beim Verschwenken der Gelenkachse um die Lagerachse das Ventilglied in axialer Richtung bewegt wird und eie Streckstellung des zweiarmigen Hebels der ersten Endstellung und eine in bezug auf die Streckstellung abgewinkeltere Winkelstellung des Hebels der zweiten Endstellung des Ventilgliedes entspricht, wobei an der Gelenkachse mittelbar oder unmittelbar in verschiedenen sich tungen zwei Becerelemente angreifen, von denen das erste Federelement eine die Gelenkachse in ihre der Winkelstellung entsprechende Lage überführendes erstes Drehmoment und von denen das zweite Federelement eine die Gelenkachse in ihre der otreckstellung entsprechende Lage überführendes zweites Drehmoment auf die Gelenkachse ausübt, wobei sich der wirksame Hebelarm des ersten Drehmomentes beim tberführen des Hebels aus seiner Streckstellung in seine Winkelstellung unter gleichzeitiger Verkleinerung des wirksamen Hebelarmes des zweiten Drehmomentes stetig vergrößert und umgekehrt und wobei eine Betätigungseinrichtung vorhanden ist, mittels der die Gelenkachse von außerhalb des Ventilgehäuses her in eine Gleichgewichtsstellung überführbar ist, in der sich die beiden Drehmomente gegenseitig aufheben, so daß sich der Hebel nach reichen der Gleichgewichtsstellung aus der Winkelstellung bzw. aus der Streckstellung schnappend in die iitreckstellung bzw. in die Winkelstellung überstellt. In der Gleichgewichtsstellung befindet sich also der Hebel in einem labilen Zustand, in dem das insgesamt auf die Gelenkachse ausgeübte Drehmoment null ist. Ausgehend von dieser Gleichgewichtsstellung ändert sich das insgesamt auf die Gelenkachse ausgeübte Drehmoment nahezu sprunghaft infolge des genannten Verhaltens der wirksamen Hebelarme.
  • Die Stellbewegung des Ventilgliedes erfolgt daher in kürzester Deit und der mechanische Aufwand ist gering. Ferner beanspruchen der Hebel und die Federelemente nur sehr wenig Platz, so daß das erfindungsgemäße ehrwegeventil mit so kleinen Abmessungen gebaut werden kann, daß sein Anwendungsbereich nicht durch seine Baugröße beschränkt ist.
  • Zwei vorteilhafte susführungsformen der erfindung werden nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 den Längsschnitt einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 den Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung und Fig. 3 die zeitliche Abhängigkeit der verschiedenen an dem hebel angreifenden Drehmomente in schematischer Darstellung.
  • In Fig. 1 ist der Längsschnitt eines Dreiwegeventils dargestellt. In dem Ventilgehäuse 1 befindet sich ein von diesem umschlossener Ventilraum 2, in dem ein Ventilglied 3 in axialer Richtung gemäß dem Doppelpfeil 4 zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegbar gelagert ist. Zur axialen Führung des Ventilgliedes 3 dient eine mit ihrem Umfang am Ventilgehäuse 1 fest eingespannte Membran 5, die aus jeder stahl bestehen und eine bi-stabile Schnappmembran sein kann.
  • Das Ventilglied 3 ist also im Ventilgehäuse 1 schwebend aufgehängt, so daß keine Reibungskräfte auftreten. Koaxial zum Ventilraum 2 ist ein diesem benachbarter weiterer Raum 6 im Ventilgehäuse 1 vorhanden, wobei der Ventilraum 2 und der weitere Raum 6 durch eine Trennwand 7 voneinander getrennt sind. Die Trennwand 7 weist einen axialen Durchbruch 8 auf, dessen Mündung in den Ventilraum 2 einen ersten Ventilsitz Q) bildet. Der Ventilraum 2 ist also über den Durchbruch 8 und den weiteren Raum 6 mit einem ersten Anschluß lo verbunden, an den beispielsweise eine Entlüftungsleitung anschließbar ist. An der dem Durchbruch gegen überliegenden stelle des Ventilraumes 2 ist ein zweiter Ventilsitz 11 angeordnet, der die llündung eines beispielsweise an eine Druckmediumquelle anschließbaren zweiten Anschlusses 12 umgibt. Ferner mündet in den 'Ventilraum 2 noch ein frei dritter Anschluß 13/ein, an den ein Verbraucher, beispielsweise ein zrbeitszylinder anschließbar ist. Das Ventilglied 3 selbst besteht aus Dichtungsmaterial, wobei die dem ersten Ventilsitz 9 bzw. dem zweiten Ventilsitz 2 zugewandte Stirnseite des Ventilgliedes jeweils eine Dichtfläche 14 bzw.
  • 15 bilden. Am ersten bzw. zweiten Ventilsitz 9 bzw. 11 liegt also je nach der stellung des Ventilgliedes 3 eine der beiden der Dichtflächen 14, 15 an, wobei in der in Fig. 1 eingezeichneten stellung des Ventilgliedes der Verbraucheranschluß 1, mit dem Entlüftungsanschluß lo und in der anderen Stellung des Ventilgliedes der Verbraucheranschluß 13 mit dem Zufuhranschluß 12 verbunden ist.
  • Zum Verstellen des Ventilgliedes 3 ist dieses gelenkig mit den: freien Ende 16 des ersten Schenkels 17 eines zweiarmigen Hebels 18 verbunden, wobei die gelenkige Verbindung dadurch hergestellt wird, daß das Ventilglied 3 unter Belassen eines Freistiches 19 auf das freie nnde 16 des ersten Schenkels 17 aufgestülpt ist. Dabei verhindert eine mit dem freien Ende 16 verbundene endplatte 20 ein Loslösen des Ventilgliedes 5 vom ersten schenkel 17. Der erste Schenkel 17 des zweiarmigen Hebels 18 durchgreift den Durchbruch 8 mit Spiel, so daß das burchströmen von bruckmedium durch den Durchbruch 8 von dem ersten Schenkel 17 nicht behindert wird. Der zweiarmige Hebel 18 weist außer seinem ersten Schenkel 17 noch einen zweiten Schenkel 21 auf, wobei die beiden Schenkel über eine Gelenkachse gelenkig miteinander verbunden sind und das freie munde des zweiten schenkels 21 gelenkig an einer parallel zur Gelenkachse verlaufenden ortsfesten Lagerachse gelagert ist. Dabei dient als Lagerachse eine Lagerkante 22, an der das freie munde des aus einem beispielsweise aus Metall hergestellten rechteckigen Plättchen bestehenden zweiten schenkels 21 anliegt. Die Lagerkante 22 wird von den beiden Stufenflächen einer £agerstufe 23 gebildet, die an einem mit dem Ventilgehäuse 1 fest verbundenen und vom Ventilgliea 5 her gesehen in Fortsetzung des hebels 18 angeordneten Lager- und anschlagteil 24 angeordnet ist. Der Lagerstufe 23 liegt eine zu dieser hin offene snlenkstufe 25 an mit dem zweiten Schenkel 21 gelenkig verbundenen Ende des ersten Schenkels 17 gegenüber, die eine Anlenkkante 26 als Gelenkachse bildet, zwischen der und der Lagerkante 22 der zweite schenkel 21 verspannt ist, wobei die Verspannung durch Federkräfte erfolgt, wie noch beschrieben werden wird. Der erste Schenkel 18 weist einen über die Anlenkkante 26 in axialer wichtung hinausragenden Fortsatz 27 auf, dem eine Änschlagstufe 28 am Lager- und Anschlagteil 24 zugeordnet ist, die in radialer wichtung gesehen neben der Lagerstufe 23 angeordnet ist.
  • An der von der Anlenkkante 26 gebildeten Gelenkachse greifen mittelbar ein erstes Federelement 29 und ein zweites jeder element 30 an, von denen das erste Federelement 29 eine ochraubenfeder ist, die den ersten Schenkel 17 umschließt und sich mit ihrem dem Ventilglied 3 zugewandten znde an einem ortsfesten Anschlag und sich mit ihrem entgegengesetzten Ende an einem Absatz 32 des ersten schenkels abstützt. Demgegenüber greift das zweite Federelement 3o rechtwinklig zum ersten Federelement 29 an einem Ringbund 33 des ersten Schenkels 17 an. Die beiden Federelemente 29, 30 greifen also in verschiedenen Richtungen an der Anlenkkante 26 an, wobei die von den beiden Federelementen auf die Anlenkkante 26 ausgeübten Drehmomente einander entgegengesetzt gerichtet sind. In der in ig. 1 eingezeichneten Endstellung des Ventilgliedes 3 befindet sich nun der zweiarmige Hebel 18 in seiner Streckstellung, in der der erste Schenkel 17 in axialer wichtung ausgerichtet ist, während der zweite schenkel 21 unter einem dinkel gegen den ersten schenkel 17 geneigt ist, da die Lagerkante 22 mit radialem Abstand zur Ventilachse 34 angeordnet ist. Dabei überragt in der Streckstellung des Hebels das von detn zweiten Federelement 30 ausgeübte zweite Drehmoment das von dem ersten Federelement 29 ausgeübte und dem zweiten Drehmoment entgegengesetzt gerichtete erste Drehmoment, wobei der Hebel in seiner Streckstellung dadurch festgehalten wird, daß die dem zweiten ochenkel 21 zugewandte zweite Anschlagfläche 35 am bortsatz 27 gegen ein zweites Widerlager 36 anschlägt, das von einer der beiden rechtwinklig zueinander. angeordneten Stufenflächen der Anschlagstufe 28 gebildet wird. Aus Fig. 1 ist nun leicht zu erkennen, daß beim Verschwenken des zweiten Hebels 21 um die Lagerkante 22 in Richtung gemäß Pfeil 37 der wirksame Hebelarm des ersten Drehmomentes, das von dem ersten Federelement 29 ausgeübt wird, größer wird, während sich der wirksame Hebelarm des zweiten, von dem Federelement 30 ausgeübten Drehmomentes stetig verkleinert. Übt man daher zusätzlich zu dem von dem ersten Federelement 29 herrührenden ersten Drehmoment ein zusätzliches Drehmoment auf den Hebel aus, das dem ersten Drehmoment gleichgerichtet ist, bzw. verringert man das von dem zweiten Federelement 3o ausgeübte zweite Drehmoment derart, daß das erste Drehmoment überwiegt, so wird der Hebel in eine Gleichgewichtsstellung überführt, in der sich die entgegengerichteten Drehmomente aufheben, wonach sich der Hebel unter Vergrößerung des Hebelarmes des ersten Drehmomentes bei gleichzeitiger Verkleinerung des Hebelarmes des zweiten Drehmomentes schnappend in seine Winkelstellung überstellt, die in bezug auf die Streckstellung abgewinkelter ist und die der zweiten Endstellung des Ventilgliedes 3 entspricht. In der Gleichgewichtsstellung befindet sich der Hebel also in einem sehr labilen Zustand und nach rreichen dieses Zustandes knickt der Hebel selbsttätig aus, wobei das Verschwenken der Anlenkkante 26 um die Lagerkante 22 eine axiale Bewegung des Ventilgliedes 3 zur Folge hat.
  • Die betätigungseinrichtung, mittels der das zusätzliche Drehmoment bzw. die Verringerung des zweiten Drehmomentes bewirkt werden kann, kann an beliebigen Stellen des Hebels angreifen, bei dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist hierfür jedoch vorgesehen, daß sich das zweite Federelement jo mit seinem der anlenkkante 26 abgewandten nnde auf einem Mitnehmer 58 der @etätigungseinrichtung abstützt, der über einen den Hebel umgreifenden Bügel 39 mit einem parallel zur Federkraft des zweiten Federelementes 30 verlaufenden und aus dem Ventilgehäuse 1 herausragenden Betätigungsstift 4o verbunden ist. bt man auf den Detätigungsstift 4o eine in ichtung gemäß Pfeil 41 gerichtete Kraft aus, so bewegen sich der Bügel 39 sowie der Mitnehmer 38 entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 42 ebenfalls in aicl-;tung gemäß Pfeil 41, wodurch das zweite Federelement 30 entlastet wird, was einer Verringerung des zweiten Drehmomentes entspricht und wodurch der Hebel in seine Gleichgewichtsstellung überführt wird, nach deren Erreichen er selbsttätig ausknickt. Dabei wird das Ausknicken dadurch begrenzt, daß der Hebel in seiner in bezug auf die dargestellte ;3treckstellung abgewinkelteren Winkelstellung mit dem stirnende 42 des Fortsatzes 27 an dem ersten Jiderlager 43, das von einer Stufenfläche der Anschlagstufe 28 gebildet wird, zum Anschlagen kommt. Umgekehrt ergibt sich beim Loslassen des Betätigungsatiftes 40, daß die Rückstellfeder 22 den Bügel 39 und den Mitnehmer 58 in wichtung gemäß Pfeil 44 drückt, wodurch die Federkraft des zweiten Federelementes 30 wieder erhöht Wird, so daß nach erreichen des Drehmomentengleichgewichtes der Hebel wieder aus seiner Winkelstellung in seine in Fig. 1 dargestellte Streckstellung schnappt.
  • Der Hebel bildet in seiner Streckstellung einen kleineren Innenwinkel als 180 und in seiner @inkelstellung einen größeren Innenwinkel als 90°, d.h. der Hebel bildet in jeder seiner Stellungen einen inkel zwischen 900 und 1800, wobei vom Ventilglied / her gesehen in jeder Stellung des ebels das freie @nde des ersten schenkels 17, die Anlenkkante 26 und die ortsfeste @agerkante 22 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Ua Ferner das erste Federelement 29 stets in Längsrichtung des ersten Schenkels 17 an diesem angreift und das zweite Federelement 30 quer zum ersten Federelement an der Anlenkkante 26 angreift, besitzt sowohl das vom ersten als auch das vom zweiten Federelement 29 bzw. 30 ausgeübte Drehmoment in jeder Hebelstellung den gleichen Richtungssinn, so daß sich in jeder Hebelstellung die beiden Drehmomente entgegengerichtet sind.
  • Schließlich soll noch erwähnt sein, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als zweites Federelement 30 und als Buckholfeder 42 Blattfedern mit schlaufenartigem Querschnitt verwendet werden, die im Ventilgehäuse etwa spiegelbildlich zueinander in bezug auf den Hebel angeordnet sind, wobei die bchlaufenenden der beiden Blattfedern zum Ventilglied 3 hin gerichtet sind. Hierdurch erhält man eine besonders platzsparende Ausbildung.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 münden in den Venteilraum 50 wieder ein an eine Druckmediumquelle anschließbar er Anschluß 51 sowie ein dem Durchbruch 8 entsprechender Durchbruch 52. Ferner sind in diesem Falle zwei Verbraucheranschlüsse 53, 54 vorhanden, die je nach der stellung des Ventilgliedes 55 mit dem Durchbruch 52 oder mit dem Zufuhranschluß 51 verbunden sind. Am Ventilglied 55 greift wieder gelenkig der erste Schenkel 56 des Hebels an, der über die Gelenkachse 57 mit dem zweiten Schenkel 58 verbunden ist, der an der ortsfesten Lagerachse 59 gelagert ist. Die Hebelgeometrie ist dieselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, wobei in ausgezogenen Linien die Winkelstellung und in gestrichelten Linien die Streckstellung des Hebels dargestellt ist. Das erste Federelement 60 umschließt wieder den ersten schenkel 56 und drückt diesen über den Absatz 61 von der 'llrennwand 62 weg. Dem von dem ersten Federelement 60 herrührenden ersten drehmoment ist das Drehmoment des zweiten E"ederelementes 63 entgegengerichtet, wobei das Federelement 63 wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vom Bereich des hußenwinkels des Hebels her an der Gelenkachse 57 angreift. Unterschiedlich zu der Anordnung gemäß Eig. 1 ist nun, daß das der Gelenkachse 57 abgewandte ££nde des zweiten Federelementes 63 unmittelbar mit einem Betätigungsstift 64 verbunden ist, der in Fortsetzung des zweiten Federelementes aus dem Ventilgehäuse 65 herausragt und zum Belasten des zweiten Federelementes 63 entgegen der Kraft einer ebenfalls unmittelbar an der Gelenkachse 57 angreifenden Rückstellfeder 66 zum Ventilgehäuse hin verschiebbar ist. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der iiirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß bei jener durch Eindrücken des Betätigungsstiftes 64 der Hebel aus seiner Winkelstellung in seine jtreckstellung überführt wird, während es bei der Ausführungsform gem. ig. 1 umgekehrt ist. Ferner sind in Fig. 2 noch schematisch das Widerlager 67 und das zweite Widerlager 68 eingezeichnet, gegen die die Gelenkachse 57 je nach der Hebelstellung anschlägt.
  • Anhand der Fig. 3 soll nun nochmals auf die zeitliche nderung der vorhandenen Drehmomente eingegangen werden.
  • Dabei stellt die Fig. 3 ein Drehmomenten-Zeit-Diagramm dar, in dem die Kurve 70 die zeitliche Linderung des ersten, vom ersten Federelement 6o ausgeübten Drehmomentes wiedergibt, während die Kurve 71 die zeitliche Änderung des zweiten, vom Federelement 63 ausgeübten Drehmomentes darstellt.
  • Zum Zeitpunkt null befindet sich der Hebel in seiner iiinkelstellung, in der das erste bzw0 das zweite Drehmoment die schematisch eingezeichneten werte besitzen, wobei die Vorzeichen so gewählt sind, daß das erste Drehmoment stets positiv und das zweite Drehmoment stets negativ gerichtet ist. Im Zeitpunkt null überwiegt also das erste Drehmoment das zweite Drehmoment, so daß die Gelenkachse 57 von dem ersten Drehmoment gegen das Widerlager 67 gedrückt wird.
  • bt man nun auf den Betätigungsstift 64 eine Betätigungskraft aus, so wird zunächst bei gleichbleibender Hebelstellung und somit bei gleichbleibendem ersten Drehmoment das zweite Drehmoment infolge der Erhöhung der Federkraft des zweiten Federelementes 63 erhöht, d.h. die Kurve 70 verläuft zunächst parallel zur Abszisse, während die kurve 71 ansteigt. In diesem Zeitbereich ist der die Hebelstellung charakterisierende Winkel@ gleich null. Der Winekl@ ist so lange gleich null bis das zweite Drehmoment den gleichen Betrag besitzt wie das erste Drehmoment, also so lange bis sich ein alcichgewicht zwischen den beiden Drehmomenten ergibt.
  • Von diesem Zeitpunkt an steigt das zweite Drehmoment Infolge der ~ rgrcßerunJ seines Hebelarmes steil an, während sich der hebelarm des ersten Drehmomentes gleichzeitig verringert, so daß von dem Drehmomentengleichgewicht an der Betrag des ersten Drehmomentes steil abfällt. Der Hebelarm des zweiten Drehmomentes nimmt unter gleichzeitiger Verringerung des Hebelarmes des ersten Drehmomentes solange zu, bis die Gelenkachse 57 gegen das Widerlager 68 in der otreckstellung des Hebels anschlägt. Zu diesem Zeitpunkt hat der Winkel seinen Maximalwert α E erreicht. In Fig. 3 ist nun zusätzlich noch eine Kurve 72 eingezeichnet, die die Summenkurve der beiden Kurven 70 und 71, also die zeitliche Änderung des Gesamtdrehmomentes wiedergibt. Diese Kurve 72 zeigt die nahezu schlagartig erfolgende Anderung des Gesamtdrehmomentes beim Durchgang durch die Gleichgewichtsstellung. Beim Loslassen des Betätigungsstiftes 64 ergeben sich entsprechende kurven.
  • Das erfindungsgemäße ivehrwegeventil, das nicht unbedingt ein Dreiwegeventil sein muß, besitzt also eine sehr kurze ochaltzeit, d.h. es stellt sich schnappend aus seiner einen mndstellung in die andere endstellung über. Schließlich soll noch auf die zweckmäßige Maßnahme hingewiesen werden, daß, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, der erste schenkel um ein Mehrfaches langer ist als der zweite Schenkel, da sich hierdurch an der anlenkstelle zwischen dem Ventilglied und dem ersten Schenkel nur geringe ochwenkwinkel ergeben. Die beiden Federelemente können in Abweichung von den dargestellten Ausführungsbeispielen auch in anderen .Richtungen an der Gelenkachse angreifen, die verschiedenen Drehmomente müssen einander nur entgegengerichtet sein, wobei sich bei einem Verschwenken der Gelenkachse die Hebelarme in umgekehrter Richtung verändern.

Claims (21)

Ansprüche
1. Mehrwegeventil mit einem relativ zum Ventilgehäuse in einem von diesem umschlossenen Ventilraum in axialer Richtung zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegbaren Ventilglied, das mit mindestens einer ring- oder scheibenförmigen Dichtfläche verbunden ist, der ein koaxial zum Ventilglied angeordneter Ventilsitz zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilglied (3) in axialer Richtung das freie nde (16) des ersten Schenkels (17) eines zweiarmigen Hebels (18) gelenkig angreift, dessen zweiter Schenkel (21) mit dem ersten Schenkel (17) über eine Gelenkachse (Anlenkkante 26) verbunden und mit seinem freien Ende gelenkig an einer parallel zur Gelenkachse verlaufenden ortsfesten Lagerachse (Lagerkante 22) gelagert ist, so daß beim Verschwenken der Gelenkachse um die Lagerachse das Ventilglied (3) in axialer Richtung bewegt wird und eine Streckstellung des zweiarmigen Hebels (18) der ersten Endstellung und eine in bezug auf die Streckstellung abgewinkeltere Winkelstellung des Hebels (18) der zweiten Endstellung des Ventilgliedes (3) entspricht, wobei an der Gelenkachse (Anlenkkante 26) mittelbar oder unmittelbar in verschiedenen Richtungen zwei Federelemente (29, 30) angreifen, von denen das erste Federelement (29) eine die Gelenkachse in ihre der Winkelstellung entsprechende Lage überführendes erstes Drehmoment und von denen das zweite Federelement (30) eine die Gelenkachse in ihre der Streckstellung entsprechende Lage überführendes zweites Drehmoment auf die Gelenkachse ausübt, wobei sich der wirksame Hebelarm des ersten Drehmomentes beim Überführen des Hebels (X8) aus seiner Streckstellung in seine Winkelstellung unter gleichzeitiger Verkleinerung des wirksamen Hebelarmes des zweiten Drehmomentes stetig vergrößert und umgekehrt und wobei eine Betätigungseinrichtung (Betätigungsstift 4o, Bügel 39, Mitnehmer 38) vorhanden ist, mittels der die Gelenkachse von außerhalb des Ventilgehäuses (1) her in eine Gleichgewichtsstellung überführbar ist, in der sich die beiden Drehmomente gegenseitig aufheben, so daß sich der Hebel nach reichen der Gleichgewichtsstellung aus der Winkelstellung bzw. aus der Streckstellung schnappend in die Streckstellung bzw. in die Winkelstellung überstellt.
2. klehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung vom Ventilglied (3) her gesehen, das freie Ende (16) des ersten Schenkels (17), die Rlenkachse (Anlenkkante 26) und die ortsfeste Lagerachse (Lagerkante 22) aufeinanderfolgend angeordnet sind und daß der in jeder Stellung des Hebels von den beiden Schenkel gebildete Innenwinkel im Bereich zwischen 900 und 1800 liegt und daß das erste Federelement (29) stets in Langsrichtung des ersten Schenkels (17) an diesem angreift und das zweite Federelement (30) quer zum ersten Federelement (29) an der Gelenkachse mittelbar oder unmittelbar angreift.
3. blehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (18) in seiner Streckstellung einen kleineren Innenwinkel als 1800 und in seiner Winkelstellung einen größeren Innenwinkel als 90° besitzt.
4. ehrwegeventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (agerkante 22) mit radialem Abstand zur Ventilachse (34) angeordnet und der erste Schenkel (17) in der otreckstellung des Hebels in axialer Richtung ausgerichtet ist.
5. ehrwegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federelement (17) eine sich mit ihrem dem Ventilglied (3) zugewandten hnde an einem ortsfesten Anschlag (31) und sich mit ihrem entgegengesetzten Ende an einem Absatz (32) des ersten Schenkels (17) abstützende Schraubenfeder ist, die den ersten Schenkel (17) umschließt.
6. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federelement (30) eine Druckfeder ist, die vom Bereich des außenwinkels des Hebels (18) her an der Gelenkachse angreift.
7. Mehrwegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder eine Blattfeder mit schlaufenähnlichem Querschnitt ist.
8. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zweite Federelement (30) mit seinem der Gelenkachse (Anlenkkante 26) abgewandten Ende auf einem mitnehmer (38) der Betätigungseinrichtung abstützt, der über einen den Hebel (18) umgreifenden Bügel (39) mit einem parallel zur Federkraft des zweiten Federelementes (30) verlaufenden und aus dem Ventilgehäuse (1) herausragenden Betätigungsstift (40) verbunden ist, der entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (42) zum Entlasten des zweiten Federelementes (30) zum Ventilgehäuse hin verschiebbar ist.
9. Mehrwegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (42) ebenso wie das zweite Federelement (30) eine Blattfeder mit schlaufenartigem Querschnitt ist und im Ventilgehäuse (1) etwa spiegelbildlich zum zweiten Federelement (30) in bezug auf den Hebel angeordnet ist, wobei die Schlaufenenden der beiden blattfedern zum Ventilglied (3) hin gerichtet sind.
lo. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das der Gelenkachse (57) abgewandte Xnde des zweiten Federelementes (63) mit einem Betätigungsstift (64) verbunden ist, der in Fortsetzung des zweiten Federelementes (63) aus dem Ventilgehäuse (65) herausragt und zum Belasten des zweiten Federelementes (63) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (66) zum Ventilgehäuse (65) hin verschiebbar ist.
11. Kehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (18) in seiner Streckstellung und in seiner Winkelstellung an einem ortsfesten Widerlager (36 bzw. 43) anliegt.
12. kehrwegeventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (17) einen über die Gelenkachse (Anlenkkante 26) hinausragenden Fortsatz (27) aufweist, dessen Stirnende als erste Anschlagfläche (42) in der Winkelstellung des Hebels gegen ein erstes Widerlager (43) anschlägt und dessen dem zweiten Schenkel (21) zugewandte zweite Anschlagfläche (35) in der Streckstellung des Hebels gegen ein zweites Widerlager (36) anschlägt.
13. ehrwegeventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Widerlager von den rechtwinklig zueinander angeordneten tufenflächen einer Anschlagstufe (28) eines fest mit dem Gehäuse (1) verbundenen und vom Ventilglied (3) her gesehen in Fortsetzung des Hebels (18) angeordneten Lager- und Anschlagteils (24) gebildet werden, das in radialer Richtung neben seiner Anschlagstufe (28) eine zum Ventilglied (3) hin gerichtete Lagerstufe (23) besitzt, an deren von ihren otufenflächen gebildeten Lagerkante (22), die als Lagerachse dient, das freie ende des zweiten Schenkels (21) anliegt.
14. lilehrwegeventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ochenkel (17) an seinem mit dem zweiten Schenkel (21) gelenkig verbundenen Ende eine der Lagerstufe (23) des Lager- und Anschlagteils (24) gegenüberliegende und zu dieser hin offene Anlenkstufe (25) besitzt, zwischen deren Anlenkkante (26) und der Lagerkante (22) der zweite Schenkel (21) durch die am Hebel (18) angreifenden Federkräfte verspannt ist.
15. ehrwegeventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (21) von einem rechteckigen Plättchen, beispielsweise aus metall gebildet wird.
16. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (17) um ein mehrfaches länger als der zweite schenkel (21) ist.
17. laehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (3) zu seiner axialen Führung an einer mit ihrem Umfang am Ventilgehäuse (1) fest eingespannten Membran (5) schwebend aufgehängt ist.
18. Mehrwegeventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die membran (5) eine beispielsweise aus Federstahl bestehende bi-stabile Schnappmembran ist.
19. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (3) aus Dichtungsmaterial besteht, wobei die den Hebel (18) abgewandte und/oder die dem Hebel zugewandte Stirnseite des Ventilgliedes jeweils eine Dichtflche (15 bzw. 14) bilden und wobei das Ventilglied (3) unter Belassen eines Freistiches (19) auf den ersten Schenkel (17) aufgestülpt ist.
20. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der das Ventilglied (3) enthaltende Ventilraum (2) von dem den Hebel (18) und die verschiedenen Federn (29, 30, 42) enthaltenden weiteren Raum durch eine Trennwand (7) getrennt ist, die einen axialen Durchbruch (8) aufweist, durch den der erste Schenkel (17) des Hebels geführt ist.
21. ehrwegeventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (8) den ersten Schenkel (17) mit Spiel umgreift und die Zündung des Durchbruchs (8) in den Ventilraum (2) einen ersten Ventilsitz (9) bildet, wobei der dem Ventilraum (2) benachbarte weitere Raum (6) einen beispielsweise an eine Entlüftungsleitung anschließbaren ersten Anschluß (lo) besitzt, und daß im Ventilraum (2) an der dem Durchbruch (8) in axialer dichtung gegenüberliegenden Stelle ein zweiter Ventilsitz (11) angeordnet ist, der die Mündung eines beispielsweise an eine Druckmediumquelle anschließbaren zweiten Anschlusses (12) umgibt, wobei in den Ventilraum (2) ein dritter, beispielsweise an einen Verbraucher anschließbarer Anschluß (13) frei einmündet, und am ersten bzw. zweiten Ventilsitz (9 bzw. 11) je nach der Stellung des Ventilgliedes (3) die eine oder die andere der Dichtflächen des Ventilgliedes anliegt.
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DE2009736A1 (de) * 1969-03-04 1970-12-03 Etat Francais, Ministere des Armees (Arraement), Pari s Hydraulisches Hochdruckventil für hohen Durchsatz

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