DE4224389A1 - Ventil mit T-förmigem bzw. N-förmigem, wippenartigem Ventilglied - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil bestehend aus einem mindestens im Längsquerschnitt T-förmigen Ventilglied, das im Bereich der Zusammenkunft des mittleren Schenkels und der seitlichen Arme kippbar in einem Ventilgehäuse gelagert ist, wobei der Schenkel beidseitig mit einem nachgiebigen, vorzugsweise elastischen Schließelement versehen ist, das wahlweise je nach der von einer Betätigungseinrichtung ge­ wählten Kippstellung eine von zwei auf entgegengesetzten Seiten des Schenkels angeordneten, voneinander einen Abstand aufweisenden und einander zugewandten Ventilöffnungen des Ventilgehäuses abschließt, und wobei jede Ventilöffnung mit einer unterhalb eines jeweiligen Armes des T-förmigen Ven­ tilglieds mündenden seitlichen Öffnung kommuniziert und aus an den Mündungen angeordneten Übertragungsgliedern, welche bei Druckbeaufschlagung der entsprechenden seitlichen Öffnun­ gen ein jeweiliges Drehmoment auf die Arme des T-förmigen Ventilglieds ausüben.

Der Vorteil eines Ventils dieser Art liegt darin, daß die Drehmomente, die auf den Schenkel aufgrund der an den Ven­ tilöffnungen anliegenden Drücke ausgeübt werden, zumindest im wesentlichen durch Kompensationsdrehmomente ausgeglichen werden, die dadurch entstehen, daß die gleichen Drücke auf die Übertragungsglieder ausgeübt werden.

Ein Magnetventil dieser Art ist aus der DE-OS 33 34 158 bekannt. Ähnliche Magnetventile gehen auch aus der DE-OS 33 34 159 sowie aus der DE-OS 33 34 160 hervor.

Bei der aus der DE-OS 33 34 158 bekannten Vorrichtung sind die Übertragungsglieder als zylindrische Stifte ausgebildet, welche in seitlichen Bohrungen gleiten und sich durch jewei­ lige Ringdichtungen hindurcherstrecken, so daß sich die in den jeweiligen Bohrungen herrschenden Drücke auf die Arme des T-förmigen Ventilglieds übertragen. Etwas problematisch bei dieser Anordnung ist nicht nur, daß sich Reibungseffekte zwischen den Bohrungen und den Stiften nachteilig auswirken können, wobei die Höhe der auftretenden Reibung sich im Be­ trieb ändern kann, beispielsweise aufgrund von mechanischem Verschleiß einerseits oder Verklemmungen andererseits, oder daß die eingesetzten Dichtungen im Laufe der Zeit zu Lecka­ gen führen können, sondern daß der als Betätigungseinrich­ tung vorgesehene Elektromagnet eine relativ komplizierte Ausbildung aufweist und mit einem großen Luftspalt arbeiten muß, um die erwünschte Amplitude der Kipp- oder Schwenkbewe­ gung des T-förmigen Ventilglieds bei kompakter Bauweise zu erhalten. Aufgrund der ungünstigen Ausbildung des Elektroma­ gneten muß mit höheren Strömen gearbeitet werden als eigent­ lich notwendig ist, so daß das Ventil insgesamt unnötig groß ausfällt, d. h. der erforderliche Raumbedarf zu groß ist. Zu bedenken ist auch, daß die Vorschriften heute verlangen, ins­ besondere für die Verwendung von Geräten in geschützten oder explosionsgefährten Bereichen, daß die Oberflächentemperatur der Teile der Einrichtungen nur unwesentlich über Raumtempe­ ratur steigen dürfen. Es gilt daher, die Leistungsaufnahme von Elektromagneten zu beschränken, d. h. auch mit kleineren Betätigungskräften arbeiten zu können. Diese Kritik gilt auch für die Magnetventile nach den beiden weiteren genann­ ten Offenlegungsschriften.

Zwar ist in der DE-OS 33 34 158 ein Vorschlag enthalten, daß die Kolben, d. h. die Stifte, welche die Übertragungsglieder darstellen, auch durch Balg- oder Membransysteme ersetzt wer­ den können, wenn z. B. Dichtungsreibung unerwünscht ist. Den­ noch ist der Aufbau aller in den drei Schriften genannten Magnetventile relativ kompliziert und es entstehen auch Pro­ bleme dadurch, daß das Ventilgehäuse zweigeteilt werden muß und zwar um eine mittlere Längsachse, wodurch kostspielige Herstellungsverfahren verwendet werden müssen, um eine gute Abdichtung zwischen den beiden Gehäusehälften zu erreichen. Diese zweiteilige Ausbildung ist aber wiederum notwendig, um eine präzise Bearbeitung der einander zugewandten Ventilöff­ nungen sicherzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einer relativ einfachen, leicht herstellbaren Ausbildung des Ventils, d. h. des Ventilgehäuses mit dem Ventilglied und anderen dazugehö­ rigen Bestandteilen, eine insgesamt kompakte, leicht herzu­ stellende Bauweise erhalten wird, mit vorteilhaften Betriebs­ eigenschaften.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Betätigungseinrichtung ein auf dem einen Arm des T-förmigen Ventilglieds vorhandener Ventilstößel umfaßt.

Durch Verwendung eines Ventilstößels zur Betätigung des kippbar angeordneten Ventilglieds kann die gesamte Anordnung des Ventils kompakt mit hohem mechanischen Wirkungsgrad aus­ gebildet werden, wobei die Rückstellung des Ventilglieds genial und einfach mittels einer Feder erfolgen kann.

Durch die Verwendung eines Elektromagneten als Betätigungs­ einrichtung genügt es, einen solchen mit einem in axialer Richtung des Elektromagneten hin- und herbewegbaren Anker, der einen Ventilstößel betätigt, zu verwenden. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise dadurch, daß der Ventilstößel den einen Arm des T-förmigen Ventilglieds direkt beaufschlagt, nicht nur eine vereinfachte und kompakte Elektromagnetenan­ ordnung zu verwenden, sondern auch die Ausbildung des T-för­ migen Ventilglieds wesentlich zu vereinfachen. Besonders be­ vorzugt ist es, wenn der Ventilstößel exzentrisch zur Achse der Spule angeordnet und ebenfalls in Axialrichtung der Spu­ le bewegbar ist. Der Elektromagnet läßt sich dann so auf dem Ventilgehäuse plazieren, daß die mittlere Achse des Elektro­ magneten mit der Längsachse des Schenkels des T-förmigen Ventilglieds fluchtet, der Ventilstößel aber dennoch direkt auf den einen Arm des Ventilglieds einwirkt.

Obwohl die Verwendung von an sich bekannten Elektromagneten zu diesem Zweck durchaus möglich ist, wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß der Elektromagnet entsprechend den An­ sprüchen der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentan­ meldung der gleichen Anmelderin mit der Bezeichnung "Elektro­ magnetische Betätigungseinrichtung" P 42 21 112.3 (Anwalts­ aktenzeichen A 3561) ausgebildet ist. Die Ausbildung dieses für sich relativ einfachen Elektromagneten ist einerseits bestens geeignet für die Betätigung eines exzentrisch gela­ gerten Ventilstößels, erreicht aber andererseits einen sehr hohen Wirkungsgrad durch ausgeklügelte Führung des magneti­ schen Feldes. Es können aber auch andere nicht elektromagne­ tische Betätigungseinrichtungen nach Belieben verwendet wer­ den, um den Ventilstößel zu betätigen.

Besonders bevorzugt ist eine Anordnung, bei der der Schenkel des T-förmigen Ventilglieds in einen Schlauchteil einer sich über die seitlichen Öffnungen erstreckenden und diese abdich­ tenden Membran hineinerstreckt, wobei die Membran das nach­ giebige elastische Schließelement bildet. Die Membran wird auf diese Weise dazu verwendet, um nicht nur die Schließele­ mente auf beiden Seiten des Schenkel des Ventilglieds zu bil­ den sondern auch gleichzeitig die Übertragungsglieder gegen­ über dem Ventilraum des Ventilgehäuses abzudichten. Eine Mem­ bran dieser Art bildet dann auch eine Flüssigkeitstrennung zwischen dem Betätigungsteil des Magnetventils, d. h. zwi­ schen dem Elektromagneten mit Ventilglied einerseits und dem Ventilgehäuse andererseits, so daß Leckagen in den Führungs­ raum für das Ventilglied bzw. den Elektromagneten kaum mehr zu befürchten sind.

Es besteht die Möglichkeit die Membran direkt auf die Arme des T-förmigen Ventilglieds einwirken zu lassen, so daß die Membran selbst die Übertragungsglieder bildet. Zu diesem Zweck kann die Membran eventuell mit einem in Richtung auf die Arme des Ventilglieds zu erstreckenden Vorsprung verse­ hen werden. Hierdurch wird die Membran auch für eine weitere Funktion herangezogen, was insgesamt die Ausbildung des Ma­ gnetventils vereinfacht. Es können aber dann auch andere Übertragungsglieder zum Einsatz kommen, z. B. in Form von zwi­ schen der Membran und den Armen des T-förmigen Ventilglieds angeordneten Übertragungsstößel. Bei dieser Anordnung durch­ dringen die Stößel die Membran nicht, so daß Dichtungsrei­ bung nicht zu befürchten ist. Weiterhin ist ein Zusetzen der Stößel in ihren Bohrungen nicht zu befürchten, da durch die Membran diese Bohrungen von der vom Ventil zu steuernden Flüssigkeit abgedichtet ist.

Besonders günstig bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Magnetventils ist die Möglichkeit ein Sperrglied vorzusehen, das imstande ist eine Bewegung des T-förmigen Ventilglieds wahlweise zu verhindern oder zu gestatten.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß wenig­ stens der eine Arm des T-förmigen Ventilglieds mit einem vor­ zugsweise von außen zugänglichen Sperrglied zusammenarbei­ tet, das zwischen einer das Ventilglied in einer Kipplage haltenden Blockierstellung und einer Freigabestellung beweg­ bar ist. Konkret kann diese Ausbildung so sein, daß der ge­ nannte Arm des T-förmigen Ventilglieds einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in eine Öffnung des drehbar angeord­ neten Sperrglieds hereinragt, welche im Querschnitt die Form von zwei aneinander Spitz an Spitz gegenüberliegenden Qua­ dranten aufweist.

Zur schwenkbaren Abstützung des T-förmigen Ventilglieds wird vorzugsweise ein zweiteiliges Betätigungsgehäuse vorgesehen, das zwischen dem Elektromagneten und dem Ventilgehäuse ange­ ordnet ist und eine Aufnahme für die Arme des T-förmigen Ven­ tilglieds sowie Durchgangsöffnungen für den Schenkel, den Ventilstößel und ggf. die Übertragungsglieder bildet. Zwar benötigt das Betätigungsgehäuse eine gewisse Bauhöhe zwi­ schen dem Elektromagneten und dem Ventilgehäuse. Diese zu­ sätzliche Bauhöhe ist jedoch wesentlich geringer als die Bauhöhe, die für die Betätigung des T-förmigen Ventilglieds mit dem Elektromagneten nach dem Stand der Technik erforder­ lich ist.

Das Betätigungsgehäuse wird vorzugsweise als Spritzgußteil ausgebildet und zwar in zwei Teilen, welche vorzugsweise gleich ausgebildet und spiegelbildlich aneinander angeordnet sind. Bei dieser Ausbildung weist dann jede Hälfte zwei halbzylindrische Aufnahmen für die Enden eines am Ventil­ glied angeordneten, die Schwenkachse bildenden Stift auf.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung kann das Ventilglied kostengünstig im wesentlichen als ein Blechstanzteil ausge­ bildet werden, das an den Berührungsflächen mit dem Betäti­ gungsstößel und den Übertragungsgliedern gekrümmte Flächen aufweist. Ggf. können Hülsen an den Ende der Arme des T-för­ migen Ventilglieds vorgesehen sein.

Das Ventilgehäuse selbst läßt sich besonders günstig aus einem Körperteil und einem in dieses einsetzbaren Einsatz realisieren, wobei das Körperteil die eine Ventilöffnung und der Einsatz die andere Ventilöffnung sowie eine mit der zu­ geordneten seitlichen Öffnung kommunizierende Querbohrung aufweist. Der Einsatz läßt sich auf diese Weise mittels eines einfachen Gewindes ggf. mit Ringdichtung in eine zy­ lindrische Bohrung des Körperteiles einsetzen, wobei beide Ventilöffnungen ohne weiteres fein bearbeitet werden können und zwar die Ventilöffnung im Körperteil durch die Aufnahme­ bohrung für den Einsatz und die Ventilöffnung im Einsatz durch ihre Lage an der Stirnfläche des Einsatzes. Die Anord­ nung ist dann vorzugsweise so, daß das Ventilgehäuse eine nach oben offene Aufnahmekammer für den Schenkel des T-för­ migen Ventilglieds aufweist, in deren Seitenwänden die Ven­ tilöffnungen vorgesehen sind. Eine weitere Öffnung kann von unten in die Aufnahmekammer münden und bildet hierdurch eine weitere Anschlußmöglichkeit, so daß das Ventil als 3/2-Weg­ ventil ausgebildet sein kann.

Ein Magnetventil der erfindungsgemäßen Art läßt sich insbe­ sondere als Vorsteuerventil für ein Membranventil nach der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 341 340 verwenden. Besonders günstig in diesem Zusammen­ hang ist die Tatsache, daß die Strömungskanäle des Vorsteuer­ ventils alle ohne Drossel realisiert werden können, so daß eine Fehlfunktion des Ventils durch eine eventuell auftreten­ de Verstopfung einer Drosselöffnung nicht vorkommen kann. Andererseits wird durch den Druckausgleich, der mit Magnet­ ventilen der eingangs genannten Art grundsätzlich erreichbar ist, sichergestellt, daß die vom Elektromagneten zu erzeugen­ de Betätigungskraft relativ klein gehalten werden kann, aber dieser dennoch imstande ist, relativ große Ventile anzusteu­ ern. Beispielsweise ist erfindungsgemäß festgestellt worden, daß eine relativ kleine Kraft von 200 g = 2 N ausreicht, ein Ventil mit 16 bar Arbeitsdruck anzusteuern. Das erfindungs­ gemäße Ventil arbeitet als Verstärker. Dadurch, daß die Betä­ tigungskraft klein gehalten werden kann, ist die im Elektro­ magneten verlorene Wärme gering, so daß die heute herrschen­ den Vorschriften, welche die Oberflächentemperatur nur unwe­ sentlich über Raumtemperatur steigen lassen, erfüllt werden können. Zudem führt die kompakte Bauweise zu einer Gewichts- und Kostenersparnis.

Eine etwas abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Ventils zeichnet sich dadurch aus, daß das T-förmige Ventilglied einen mindestens teilsphärischen Kopf aufweist und insbesondere schnullerartig ausgebildet ist. Besonder­ heiten dieses Ventils sind dann in den Unteransprüchen 16 bis 22 angegeben. Besonders wichtig ist, daß sich dieses Ven­ til als 2/2-Weg-Ventil realisieren läßt, wobei der Strö­ mungsquerschnitt der Ventilöffnung relativ groß sein kann. Durch die kreisbogenförmige Ausbildung der Übertragungsglie­ der, und der seitlichen Kompensationsöffnungen gelingt es auch bei dieser Ausführung, die durch die Arbeitsdrücke her­ vorgerufenen Drehmomente auf das Ventilglied zumindest im wesentlichen auszugleichen. Eine weitere abgewandelte Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung mit N-förmigem Ventil­ glied ist dem Anspruch 23 sowie den weiteren Ansprüchen 24 bis 28 zu entnehmen. Bei den Ventilen dieser Ansprüche las­ sen sich die beiden nach außen weisenden Ventilöffnungen ma­ schinell bearbeiten, ohne daß das Ventilgehäuse mehrteilig sein muß. Die oben genannten Vorteile gelten sinngemäß auch für die Ventile der Ansprüche 15 bis 28.

Allen erfindungsgemäßen Ventilen ist gemeinsam, daß sie schnell schalten können. Auch können Kugeln als Ventilstößel kostensparend und erfindungsgemäß verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Magnetventil der erfindungsgemäßen Art unter Anwendung der elektromagnetischen Betätigungseinrich­ tung nach der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung der gleichen Anmelderin (Anwaltsaktenzeichen: A 3561),

Fig. 2 eine explodierte, perspektivische Darstel­ lung eines dem Magnetventil der Fig. 1 ähn­ lichen Magnetventils zur besseren Erläute­ rung der Ausbildung, wobei die Darstellung der Fig. 2 um 180° um die Längsachse der Fig. 1 gedreht ist, bzw. Fig. 1 als Längs­ schnitt entsprechend den Pfeilen I-I der Fig. 2 betrachtet werden kann,

Fig. 3 einen Längsschnitt des Ventils der Fig. 1 jedoch in einer anderen Schaltstellung und als Vorsteuerventil auf einem Membranventil nach der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 341 340 montiert,

Fig. 4 einen Längsschnitt entsprechend dem Längs­ schnitt der Fig. 1, jedoch von einer abge­ wandelten Ausführungsform des Erfindungs­ gegenstandes und

Fig. 5 eine Draufsicht auf den unteren Teil des Betätigungsgehäuses des Magnetventils der Fig. 4, d. h. auf der Ebene V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt entsprechend dem Längs­ schnitt der Fig. 1, jedoch von einer abgewan­ delten Ausführungsform,

Fig. 7 eine explodierte perspektivische Darstellung des Magnetventils der Fig. 6 zur besseren Erläuterung dessen Ausbildung,

Fig. 8 einen Längsschnitt entsprechend dem Längs­ schnitt der Fig. 1, jedoch von einer weite­ ren abgewandelten Ausführungsform, und

Fig. 9 eine explodierte perspektivische Darstellung eines Magnetventils ähnlich dem der Fig. 8, jedoch mit einigen Abwandlungen.

Das Magnetventil 1 der Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Elektromagneten, d. h. einer elektromagnetischen Betäti­ gungseinrichtung 2, ein Ventilgehäuse 4, einem T-förmigen Ventilglied 6 und ein zweiteiliges Betätigungsgehäuse 8 zur schwenkbaren Lagerung des T-förmigen Ventilglieds 16. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 2 ist im wesentli­ chen identisch mit der Fig. 1 Ausführung der elektromagneti­ schen Betätigungseinrichtung nach der Patentanmeldung P 42 21 112.3 der gleichen Anmelderin (Anwaltsaktenzeichen: A 3561). Sie weist eine auf einem Spulenträger 12 aufgewic­ kelten Spule 14 auf, welche innerhalb eines Gehäuses bzw. einer Ummantelung 16 angeordnet ist, das auf einer Halterung 18 befestigt ist.

Der Spulenträger 12 hat eine axiale Bohrung 20, die an einem axialen Ende 22 einen, einen Anschlag bildenden feststehen­ den Ankergegenstück 24 aufnimmt. Im anderen Ende 26 der zy­ lindrischen Bohrung 20 befindet sich der bewegliche Magnet­ anker 28 der von einer zylindrischen Führung 30 verschiebbar geführt wird. Der Führungsstift, der in diesem Beispiel aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht, ist an seinem einen Ende 32 mit einem Gewinde 34 versehen, das in ein entspre­ chendes Gewinde 36 des feststehenden Ankergegenstücks einge­ schraubt ist. Das andere Ende 38 der Führung 30 ist eben­ falls mit einem Gewinde 40 versehen, das in einer Gewin­ debohrung 42 der Halterung 18 eingeschraubt ist. Die Spule 14 ist von drei im wesentlichen C-förmigen Teilen umgeben, welche für sich bekannt sind, üblicherweise aus Weicheisen bestehen und einen Eisenrückschluß zwischen dem feststehen­ den Anker 24 und dem beweglichen Anker 28 bilden. Diese C- förmigen Teile sind in dieser Zeichnung nicht im Detail ein­ gezeichnet, man sieht lediglich die Endbereiche 44 und 46, wo sie das feststehende Ankergegenstück 24 bzw. den bewegli­ chen Magnetanker 28 umgeben. Jeder der C-förmig gebogenen Platten hat in seinen beiden, zueinander parallel liegenden Schenkeln nämlich eine jeweilige kreisförmige Öffnung, wel­ che den feststehenden Magnetanker bzw. den beweglichen Anker aufnimmt. Die Verbindungsstege der Platten, welche die Schen­ kel verbinden und in Fig. 1 nicht gezeigt sind, sind in der Ummantelung 16 eingebettet, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht.

An seinem unteren Ende ist das Gehäuse 16 bzw. die Ummante­ lung mit einer Ringnut 50 versehen, in welche ein Ringansatz 52 der Halterung 18 eingreift, der koaxial zur Längsachse 54 des Führungsstiftes liebt.

Die kreisförmige Öffnung in dem unteren Ende von jeder der in diesem Beispiel drei C-förmigen Platten (es könnten aber beispielsweise auch vier solcher Platten sein, wenn die Magnetspule allseitig von den Platten eingeschlossen werden sollte), ist so bemessen, daß ein Luftspalt 56 zwischen dem beweglichen Magnetanker und den Platten vorliegt. Die radiale Abmessung dieses Luftspalts wird geringfügig größer gewählt als die radiale Abmessung des sehr kleinen Luftspalts 58 zwischen dem beweglichen Anker 28 und der Führung 30, welche lediglich einen Gleitsitz des beweglichen Ankers auf der Führung 30 sicherstellt.

Im übrigen befindet sich eine Vorspannfeder in Form einer Schraubendruckfeder 59 in einer konzentrischen Anordnung innerhalb einer zylindrischen Aufnahmekammer 61, welche durch im Durchmesser reduzierte Abschnitte des Ankergegen­ stücks 24 und des Magnetankers 28 gebildet ist. Die Enden der Schraubendruckfeder stützen sich einerseits am festste­ henden Magnetanker, andererseits am beweglichen Magnetanker ab.

Unterhalb des Magnetankers befindet sich ein Ventilstößel 68, welcher sich durch eine Durchgangsöffnung 70 der Halte­ rung 18 hindurch erstreckt. Der Hub des Ventilstößels wird durch die axiale Bewegung des beweglichen Magnetankers 28 bestimmt. Ersichtlich ist vor allem, daß der Ventilstößel exzentrisch zur Längsachse 54 der Führung bzw. des bewegli­ chen Magnetankers positioniert aber ebenfalls hin und her in dieser Richtung bewegbar ist.

Wie aus der Fig. 1 sowie aus der Fig. 2 ersichtlich weist das T-förmige Ventilglied 6 einen Schenkel 80 dessen Längs­ richtung in der dargestellten Lage mit der mittleren Längs­ achse 54 der Führung 30 flüchtet sowie linke und rechte Arme 82 und 84 auf und ist, in diesem Beispiel, als Stanzteil ausgebildet. Quer durch diesen Stanzteil hindurch erstreckt sich ein Stift 86, dessen Enden Schwenkzapfen für die schwenkbare Lagerung des T-förmigen Ventilglieds bilden. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, sind die Enden 88 und 90 des Stiftes 86 in entsprechenden halbzylindrischen Mulden 90 und 92 der beiden im wesentlichen identischen Hälften (8A, 8B) des Betätigungsgehäuses aufgenommen, welche nach Zusam­ mensetzung der beiden Hälften eine vollständige Schwenk- bzw. Kipplagerung für das T-förmige Ventilglied bilden.

Unterhalb der beiden Arme 82, 84 des T-förmigen Ventilglieds 80 befinden sich Übertragungsglieder 94, 96 in Form von zylindrischen Stiften, welche in jeweiligen Bohrungen 98, 100 des unteren Teils des Betätigungsgehäuses verschiebbar gelagert sind und mit gerundeten Nockenflächen an der Unter­ seite der Arme des T-förmigen Ventilglieds zusammenarbeiten.

Oberhalb des rechten Armes 84 des T-förmigen Ventilglieds befindet sich ein Ventilstößel 101 der vom beweglichen Anker 28 des letzten Magneten betätigt wird.

Wie bereits kurz erläutert, ist das eigentliche Ventilgehäu­ se 4 direkt unterhalb des Betätigungsgehäuses 8 angeordnet und von diesem mittels einer Membran 102 abgedichtet. Das Ventilgehäuse 4 besteht aus einem Körperteil 104 und einem in diesem eingesetzten Einsatz 106. Das Körperteil 104 weist eine erste Bohrung 108 auf, welche in einer Kammer 110 an einer ersten Ventilöffnung 112 mündet. Von dieser ersten Boh­ rung 108 geht auch eine senkrechte Bohrung 114 nach oben und mündet in einem erweiterten Bereich unterhalb der Membrane 102. In ähnlicher Weise ist im Einsatz 106 eine weitere, der Bohrung 108 entsprechende Bohrung 116 vorgesehen, welche in der Kammer 110 an einer zweiten Ventilöffnung 118 mündet. Von dieser zweiten Bohrung 116 geht ebenfalls eine senkrech­ te Bohrung 120 nach oben und kommuniziert über eine, durch den Einsatz gebildete Ringkammer 122, mit einer weiteren Bohrung 124, welche ebenfalls unterhalb der Membran mündet, und zwar auch mit einem vergrößerten Durchmesser, wie bei der Bohrung 114. Da der Einsatz 106 einen Rotationskörper darstellt, welcher in verschiedenen Winkelstellungen in einer Zylinderbohrung 126 des Körperteils 104 einsetzbar ist, wird der Einsatz mit einer Ringnut versehen, welche die Ringkammer bildet, so daß eine Verbindung zwischen der Boh­ rung 116 und der Bohrung 124 stets existiert, egal in wel­ cher Rotationsstellung der Einsatz in den Körperteil 104 eingesetzt wird. Ein Flanschteil 130 des Einsatzes 106 arbei­ tet mit einer Ringschulter 132 des Körperteils zusammen, um die maximale Einsatztiefe des eingeschraubten Einsatzes in den Körperteil zu begrenzen. Das Bezugszeichen 134 deutet auf eine Ringdichtung hin, welche eine Leckage bei geschlossenem Ventil von der Bohrung 116 in die Kammer 110 verhindern soll. Die Bezugszeichen 138, 140 und 142 kennzeichnen drei Anschlußöffnungen, die zu der zweiten Ventilöffnung 118, zu dem Raum 110 bzw. zu der ersten Ven­ tilöffnung 112 führen. Anstelle die Anschlußöffnungen 138 und 142 an der Unterseite des Ventilgehäuses 4 anzuordnen, können sie an den Stirnseiten des Ventilgehäuses plaziert werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Auch kann die Anschlußöffnung 140 an einer Seite des Ventilgehäuses 4 vorgesehen werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Bei Anordnung der Anschlußöffnungen 138, 142 nach der Fig. 3 können weitere O-Ring-Dichtungen 144, 146 vorgesehen werden, um den Eingang 138 und den Ausgang 142 abzudichten.

Schließlich soll daraufhin hingewiesen werden, daß die Stich­ bohrung 140, welche von unten in die Kammer 110 mündet, nur bedarfsweise vorgesehen bzw. angeschlossen werden muß.

Die Fig. 1 zeigt das Magnetventil in einer mittleren Stel­ lung, d. h. dieses ist als Proportionalmagnet ausgebildet, und es ist ersichtlich, daß das Schlauchteil 103 der Membran in das der mittlere Schenkel 80 des T-förmigen Ventilglieds 4 hineinragt, weder die Ventilöffnung 112 noch die Ventil­ öffnung 118 berührt. Es ist somit eine Durchströmung vom Kanal 116 in den Kanal 108, d. h. vom Eingang 138 zum Ausgang 142 bzw. umgekehrt ohne weiteres möglich. Da keine ausge­ prägte Drosselstellungen vorhanden sind, ist der gleiche Druck links und rechts des Schenkels 80 vorhanden und es wirken auch die gleichen Drücke in den Bohrungen 114 und 124. Somit werden die Übertragungsglieder 94 und 96 mit der gleichen Kraft nach oben gedrückt und erzeugen entgegen­ gesetzte gleich große Drehmomente auf das T-förmige Ventil­ glied. Dementsprechend ist die Stellung des T-förmigen Druckglieds in dieser Mittelstellung unabhängig von dem in den Kanälen 108 und 116 herrschenden Druck. Daher sind auch relativ geringe Kräfte erforderlich, um das Ventilglied in seinen beiden anderen Kippstellungen zu bewegen, d. h. einer­ seits zu einer ersten Kippstellung bei der der Schenkel 80 bzw. das Schlauchteil 103 der Membran die Ventilöffnung 112 schließt (wie in Fig. 3 gezeigt) oder andererseits zu der zweiten Kippstellung, bei der die Ventilöffnung 118 geschlossen wird. Im stromlosen Zustand des Elektromagneten 2 ist die von der Feder 59 über den Stößel auf den rechten Arm 84 des Ventilglieds 6 ausgeübte Kraft größer als die Rückstellkraft der Feder 180, welche auf den linken Arm 82 des Ventilglieds 6 drückt. Das Ventilglied 80 kippt daher im Uhrzeigersinn in die zweite Kippstellung, bei der die Ven­ tilöffnung 118 geschlossen ist.

Angenommen, daß der Kanal 116 auf der Zuströmseite liegt, während der Kanal 108 auf der Abstromseite liegt, herrscht im Kanal 108 sowie in der Bohrung 114 bei geschlossener Ventilöffnung 118 ein etwas geringerer Druck als im Kanal 116 und in der Bohrung 124. Da der Druck auf der Abstrom­ seite über das Übertragungsglied 94 ein gegen die Uhrrich­ tung gerichtetes Moment auf das T-förmige Ventilglied ausübt und über den Schenkel 80 ein in die Uhrrichtung gerichtetes Moment ausübt (der Druck arbeitet auf allen Seiten des des Schenkels 80 mit Ausnahme der Ventilöffnung 118, so daß die Fläche auf der rechten Seite des Schenkels die Fläche auf der hinteren Seite um die Größe der Ventilöffnung über­ steigt), ist es möglich, bei entsprechender Wahl der je­ weiligen Hebellängen und Öffnungsquerschnitte sicherzustel­ len, daß die zwei Drehmomente gleich groß sind, so daß der Druck auf der rechten Seite des Ventils keine Auswirkung auf die Stellung des T-förmigen Ventilglieds hat.

Auf der Zustromseite wird zwar über die Bohrung 124 und das Übertragungsglied 96 ein in die Uhrrichtung gerichtetes Mo­ ment auf das T-förmige Ventilglied ausgeübt, der Druck im Kanal 124 wirkt aber auch auf der linken Seite des Schenkels 80 auf einer Fläche mit der Größe der Ventilöffnung 118 und erzeugt ein gegen die Uhrrichtung gerichtetes Moment auf das T-förmige Ventilglied. Da die Hebellängen und Flächenverhält­ nisse gleichgewählt sind, erzeugt der Druck auf der linken Seite des Ventilglieds ebenfalls kein Netto-Drehmoment, so daß auch in dieser Kippstellung die unterschiedlichen Druck­ verhältnisse auf die beiden Seiten des Ventils zu keinem Drehmoment auf das T-förmige Ventilglied führen.

Wird nun die Spule erregt, so wird der bewegliche Anker 28 angezogen, d. h. er bewegt sich nach oben in Berührung mit dem feststehenden Anker 24 und es genügt nun eine kleine Kraft, d. h. die Kraft der Feder 150, um das T-förmige Ventil­ glied aus der Kippstellung, bei der die Öffnung 118 ver­ schlossen ist, entgegen der Uhrzeigerrichtung zu verschwen­ ken, so daß die Membran 102 die Ventilöffnung 112 ab­ schließt. Entsprechende Überlegungen können nunmehr an­ gestellt werden und zeigen, daß auch in diesem Schließzu­ stand die Lage des T-förmigen Gliedes vollkommen von den herrschenden Drücken auf der Zustromseite und der Abstrom­ seite unabhängig ist.

Aus dieser Beschreibung sieht man, daß nur kleine Kräfte ausreichen, um das T-förmige Ventilglied umzusteuern, so daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung relativ klein und kompakt gebaut werden kann. Dennoch ist eine weitgehende Unabhängigkeit von den auf der Zustrom- und Abstromseite herrschenden Drücken geschaffen.

Eine weitere Besonderheit der Anordnung der Fig. 1 ist das Vorsehen eines von Hand betätigbaren Sperrgliedes 152, wel­ ches mit einer kurzen Verlängerung 154 des linken Armes 82 des T-förmigen Ventilglieds zusammenarbeitet. Wie insbeson­ dere aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat die Verlängerung des Ar­ mes 84 des T-förmigen Ventilglieds einen rechteckigen Quer­ schnitt und paßt in eine besonders gestaltete Öffnung 156 des Sperrgliedes 152 ein. Das Sperrglied 152 weist eine mittlere Ringnut 158, in welcher zwei halbkreisförmige Schul­ tern 160 der beiden Hälften des Betätigungsgehäuses einpas­ sen und somit das Sperrglied 152 drehbar aber axial unver­ rückbar lagern.

Die Öffnung 156 des Sperrgliedes 152 weist die Gestalt von zwei einander gegenüberstehenden, im Spitzenbereich inein­ ander übergehenden Quadranten, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß in der in Fig. 2 und in Fig. 1 dargestellten Dreh­ stellung keine Beschränkung auf die Kippbewegung des T-förmi­ gen Ventilglieds ausgeübt wird. Wird aber das Sperrglied 142 durch 90° gedreht, so kann das T-förmige Ventilglied wahl­ weise in die eine oder andere Kippstellung blockiert werden, d. h. in eine Kippstellung, in der der Schenkel 80 die Ven­ tilöffnung 118 abschließt oder in eine Kippstellung, in der der Schenkel 80 die Ventilöffnung 112 abschließt.

Das Magnetventil 12, die beiden Hälften 8A, 8B des Betäti­ gungsgehäuses 8 sowie das Ventilgehäuse 4 sind aneinander befestigt, mittels durchgehenden Schrauben, wie z. B. bei 162 in Fig. 2 dargestellt. Bei der Ausführung der Fig. 1 und 2 sind lediglich zwei solcher Schrauben 162 vorgesehen, welche in aneinander diametral gegenüberliegenden Ecken des quadra­ tischen Magnetventilgehäuses angeordnet sind. Es können aber auch andere Schraubenanordnungen gewählt werden, beispiels­ weise vier Schrauben entsprechend den Schrauben 162, wobei jede Schraube in eine Ecke des rechteckigen Ventilgehäuses eingesetzt wird. Auch zeigt die Fig. 1 eine Blende 164, wel­ che die Membran 102 gegen die Oberseite des Ventilgehäuses 4 drückt, jedoch Öffnungen für die Übertragsglieder 94 bzw. 96 und für den Schenkel 80 aufweist. Die Blende 164 ist in Fig. 2 nicht gezeigt.

Die Fig. 3 zeigt das Ventil 1 der bisherigen Figuren als Vorsteuerventil, montiert auf ein Membranventil nach der europäischen Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 0 341 340. Das Ventilgehäuse 4 ist allerdings etwas anders gestaltet als in den bisherigen Figuren gezeigt. Die An­ schlußöffnungen 138 und 142 sind entsprechend der Fig. 2 ausgeführt, während die Anschlußöffnung 140 entsprechend der Stichbohrung nach der Fig. 1 ausgebildet ist. In einer weiteren Abwandlung ist die elektrogmagnetische Betätigungs­ einrichtung 2 mit dem Stößel 101 und der Feder 59 um 180° gedreht, was grundsätzlich möglich ist.

Das Membranventil nach der europäischen Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 0 341 340 wie in Fig. 3 hier abgebil­ det, weist eine in etwa schlauchförmige Membran 250 auf, die an einem ringförmigen Ventilsitz 252 der gezeigten Stellung des Ventils anliegt. Die ringförmige Sitzfläche 252 stellt den äußeren Umfang einer Trennwand 254 dar, welche von zwei geschlitzten zylinderförmigen Teilen 256 und 258 getragen wird. Das Membranventil hat zwei Anschlüsse 260, 262, die normalerweise als Eingang 260 und Ausgang 262 funktionieren. D.h., die Durchströmung erfolgt in Richtung des Pfeils 263.

In der gezeigten Stellung nach Fig. 3 ist das Membranventil geschlossen, da die ringförmige Membran 250 an den Ringsitz 252 anliegt. Der Grund hierfür liegt darin, daß der im Ein­ gang 260 herrschende Druck über die Bohrung 264 die Bohrung 266 sowie die Bohrungen 116, die Kammer 110 und die Bohrung 140 sowie die Anschlußöffnung 90 in den Ringraum 268 ge­ langt, der um die schlauchförmige Membran 250 herum zwischen dieser und dem Ventilgehäuse 4 gebildet ist. In diesem Beispiel ist das Ventilgehäuse 4 unterhalb der Einlaß- und Auslaßöffnungen 138, 140 mit einem zylinderförmigen Raum 269 versehen, der die schlauchförmige Membran sowie die Körper 256 und 258 und die Trennwand 254 aufnimmt. Der eingangs­ seitige Druck hält somit die Membran 250 gegen die Trennwand 254. Das Membranventil ist somit geschlossen.

Das Ventil 1 wird nunmehr angesteuert, so daß es eine Lage einnimmt, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei beide Ventilöffnungen 118 und 112 geöffnet sind (in Fig. 3 nicht gezeigt) so wird der in der Ringkammer 268 herrschende Druck abgebaut, da das Druckfluid nunmehr über die Anschlußöffnung 140, die Ventil­ öffnung 112, den Auslaß 142, die Bohrung 270 sowie die Bohrung 272 zum Auslaß 262 des Membranventils abfließen kann. Der eingangsseitig herrschende Druck im Eingang 260 hebt nun die Membran 250 vom Ringsitz 252 und das am Eingang 260 anliegende Druckfluid strömt nun durch die Schlitze des rohrförmigen Teils 256 durch die jetzt zwischen der Innen­ seite der schlauchförmigen Membran und die Teile 256, 258 gebildete Kammer (in Fig. 3 nicht gezeigt) über den Ringsitz 252 und radial nach innen durch die Schlitze des rohrförmi­ gen Teils 258 zum Auslaß 262. Die Teile 278 und 280 stellen Strömungskegel dar, welche die Strömungsverhältnisse im Membranventil verbessern. Wie in der europäischen Patentan­ meldung nachzulesen ist, ist die Membran 250 vorzugsweise etwas länger ausgebildet als die axiale Länge der in ab­ stützenden Flächen 259, 261 der Teile 256 und 258 mit Trennwand, um hierdurch ein sanftes geräuschloses Schließ­ verhalten zu erreichen.

Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, daß das Membranventil 248 zusätzlich zu der Zylinderbohrung des Ventilgehäuses 4, des Vorsteuerventils 1 und die darin enthaltenen Teile 254, 256, 258 aus einem Eingangsteil 282 und einem Ausgangsteil 284 besteht, die mittels durchgehende Schrauben (in Fig. 3 nicht gezeigt) an entgegengesetzten Stirnseiten des Ventilgehäuses 4 angepreßt sind. Die Abdich­ tung erfolgt über die Ringflansche 286, 288, an den Axial­ enden der schlauchförmigen Membran 250. Die Ringdichtungen 144, 146 zwischen dem Eingangsteil 282 und dem Einlaß 138 bzw. zwischen dem Ausgangsteil 284 und dem Auslaß 142 werden in entsprechenden Ringaufnahmen eingesetzt. Im übrigen ist aus der Fig. 3 ersichtlich, daß das Elektromagnet 2 um 180° gedreht gegenüber der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 ein­ gebaut ist, was aber für die Funktion keine Bedeutung hat, abgesehen davon, daß die geschlossene Lage nach der Fig. 3 nunmehr im stromlosen Zustand des Elektromagneten erfolgt, anstatt im erregten Zustand desselben. Die Bezugszeichen 294 und 296 deuten auf zwei Kugeln, die zur Verschließung der offenen Enden der Bohrungen 264 und 272 dienen.

Mit der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion können sehr kleine Betätigungskräfte vom Elektromagneten 12 ausgenützt werden, um das Vorsteuerventil 1 zu betätigen, dieses wiederum kann ein für viel größere Strömungen ausgelegtes Membranventil ansteuern. Besonders günstig ist auch, daß mit dieser Kon­ struktion keine ausgeprägten Drosselstellen in den Bohrungen 264, 266, 270, 272 erforderlich sind und auch nicht im Vor­ steuerventil 1 vorliegen, so daß eine Funktionsstörung aufgrund von Verschmutzung bzw. Verstopfung des Strömungs­ kanals an Drosselstellen ausgeschlossen ist, da solche Drosselstellen fehlen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine der Fig. 1 ähnliche Ausführungs­ form mit einigen Abwandlungen. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 werden die zwei Hälften 8A und 8B des Betäti­ gungsgehäuses tatsächlich identisch miteinander ausgeführt, was die Herstellung erleichtert. Weiterhin sind bei der Aus­ führung der Fig. 3 und 4 die Übertragungsglieder 94 und 96 nicht durch zylindrische Stifte, sondern durch zylindrische Vorsprünge der Membran 102 gebildet, so daß die Anzahl der getrennten Teile reduziert ist. Diese zylindrischen Vorsprün­ ge der Membran arbeiten auch nicht direkt mit den Enden des T-förmigen Ventilglieds, sondern hier mit an den Armen des Ventilglieds vorgesehenen Kunststoffschuhen 300, 302 zusam­ men, welche unnötigen Verschleiß der Membran verhindern.

Aufgrund der hier identischen Ausbildung der beiden Hälften des Betätigungsgehäuses weist der Ventilstößel 101 einen zy­ lindrischen Vorsprung 166 auf, der direkt oberhalb des Kunststoffschuhes 302 und oberhalb des das Übertragungsglied ersetzenden Vorsprungs der Membrane liegt. Es ist ersicht­ lich, daß hierdurch die Wirkung des Magnetventils nicht geändert wird. In der Ausführung nach den Fig. 4 und 5 ist der Einsatz 106 auf der rechten Seite des Ventilgehäuses 4 angeordnet, was aber die Funktion des Ventils nicht ändert. Das Ventil der Fig. 3 und 4 ist auch als Vorsteuerventil für ein Membranventil gedacht, daher sind die Anschlußöffnungen entsprechend der Fig. 3 ausgelegt. Das untere Teil des Ven­ tilgehäuses 4 ist der Darstellung halber fortgelassen, ist aber entsprechend der Fig. 3 ausgebildet.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils, das hier als 2/2-Weg-Ventil realisiert ist.

Das T-förmige Ventilglied 80 hat in dieser Ausführung einen sphärischen Kopf 400 und die Membran 102 ist schnullerartig ausgebildet. Der sphärische Kopf 400 bzw. das sphärische Teil der Membran 102, welche diesen Kopf umschließt, schließt in diesem Beispiel eine einzige Ventilöffnung 112, welche in einer Trennwand 404 des Ventilgehäuses 4 zwischen dem Einlaß 138 und dem Auslaß 142 vorgesehen ist. Die elek­ tromagnetische Betätigungseinrichtung 2 der Fig. 6 ent­ spricht weitestgehend der bisher beschriebenen elektroma­ gnetischen Betätigungseinrichtung, nur ist die Halterung 18 etwas anders gestaltet um die Membran 102 innerhalb des Ven­ tilgehäuses 4 unter Zwischenschaltung eines Begrenzungs­ ringes 406 zu befestigen. Die Trennwand 404, welche stromauf und stromab der Ventilöffnung 112 mit konusförmigen, die Durchströmung begünstigenden Bereichen 408, 410 versehen ist, geht im oberen Bereich des Ventilgehäuses in einen in Richtung der mittleren Längsachse 54 gesehenen kreisförmigen Wandteil 412 über, dessen den Begrenzungsring 406 zugewandter, auf der anderen Seite der Membran 102 liegende Fläche eine ebene Fläche ist.

Wie insbesondere aus der Fig. 7 ersichtlich, weist der Be­ grenzungsring 406 zwei halbkreisbogenförmige Ausschnitte 414, 416 auf, welche in entsprechenden Ausschnitten 418, 420 des Ventilgehäuses fluchten. Die Membran 102 ist somit in entsprechenden halbkreisförmigen Bereichen verformbar, um die erforderliche Kippbewegung des T-förmigen Ventilglieds zu ermöglichen. In anderen Bereichen ist die Membran 102 aufgrund des Begrenzungsringes flächig an das Ventilgehäuse 4 gepreßt, vor allem in einem kreisförmigen Bereich 422 um einen äußeren Umfang der Membran und in einem inneren kreisförmigen Bereich 424 der ebenen Fläche 414 gegenüber. Der Begrenzungsring hat auch eine mittlere Öffnung 426, durch welche der Schenkel 80 des Ventilglieds 6 mit Spiel hindurchpaßt. Diese Öffnung 426 gestattet auch die Kippbewegung des Ventilglieds 6.

Im übrigen sind entsprechend den halbkreisförmigen Bereichen des Begrenzungsringes gestaltete, jedoch etwas kleinere ra­ diale Abmessungen aufweisende bogenförmige Übertragungsglie­ der 428, 430 an den seitlichen Armen 82 und 84 des Ventil­ glieds 6 befestigt, beispielsweise mittels Zapfen 432, wel­ che gegebenenfalls mit Schrauben oder nietenartig an den seitlichen Armen des Ventilglieds befestigt werden können. Der sphärische Kopf ist als Kugel ausgeführt, welche über ein Gewinde 434 am Ende des Schenkels 80 befestigt ist.

Man merkt, daß der Öffnungsquerschnitt des Ventils nach den Fig. 6 und 7 wesentlich größer ist als der Öffnungsquer­ schnitt 112 der Fig. 1 Ausführung. Somit ist ersichtlich, daß das Ventil der Fig. 6 und 7 für große Strömungen ausge­ legt ist. Die Fig. 6 zeigt die geschlossene Stellung. In die­ ser geschlossenen Stellung wirkt der eingangsseitige Arbeits­ druck auf den sphärischen Kopf des Ventilglieds über eine Fläche, welche dem Öffnungsquerschnitt der Ventilöffnung 112 entspricht und erzeugt ein entsprechendes Drehmoment im Ge­ genuhrzeigersinn um die Drehachse 86. Der Arbeitsdruck wirkt aber auch über die kreisförmige Öffnung 418 auf die Membran 102 und erzeugt ein Kompensationsmoment im Uhrzeigersinn, welche das erstgenannte Drehmoment aufhebt. Wenn man die Ausgangsseite des Ventils betrachtet, so gelten ähnliche Verhältnisse, nur ist der Druck geringer, so daß auch auf dieser Seite des Ventils zwei entgegengesetzte, einander aufhebende Drehmomente vorliegen. Das Ventil ist somit in der geschlossenen Stellung nach Fig. 6 drehmomentmäßig aus­ geglichen, so daß nur eine relativ kleine Schließkraft über den Stößel 101 erforderlich ist, um das Ventil geschlossen zu halten.

Die geschlossene Stellung wird auch in diesem Beispiel da­ durch bewirkt, daß die Feder 59 den beweglichen Anker 28 nach unten drückt, wobei diese wiederum den Stößel 101 gegen die gekrümmte Nase 436 des Ventilglieds 6 drückt. Die Rück­ stellfeder 150 ist schwacher ausgebildet als die Feder 59.

Um das Ventil in den geöffneten Zustand zu versetzen, wird der Elektromagnet 2 an einer Spannungsquelle angeschlossen, so daß ein Strom durch die Spüle 14 fließt und der Magnet­ anker 28 wird angezogen. Hier reicht dann die Kraft der Fe­ der 150, um das T-förmige Ventilglied 106 im Uhrzeigersinn zu verschwenken und die Ventilöffnung 112 zu öffnen. In der geöffneten Stellung herrscht links und rechts vom Ventilkopf zumindest im wesentlichen der gleiche Druck, so daß auch hier die auf das Ventilglied ausgeübten Drehmomente ausge­ glichen sind.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere abgewandelte Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Ventils. Hier ist das Ven­ tilglied 6a in Abweichung von der bisherigen Gestalt etwa N-förmig ausgebildet mit zwei Schenkeln 80A und 80B. Die Ven­ tilöffnungen 112 und 118 sind nunmehr an einer Trennwand 404 ausgebildet, weisen jedoch in entgegengesetzte Richtungen und zwar so, daß die Öffnung 118 dem Eingang 138 und die Ven­ tilöffnung 112 dem Eingang 142 zugewandt ist. Die beiden Ven­ tilöffnungen 118 und 112 kommunizieren miteinander über eine Bohrung 450, welche durch die Trennwand 404 hindurchgebohrt wird. Diese Bohrung 450 schneidet eine entsprechend der Längsachse 54 des Ventils ausgerichtete Längsbohrung 452 der Trennwand in einem rechten Winkel, wobei diese Bohrung 452 an ihrem unteren Ende in eine dritte Anschlußöffnung 140 mündet. Die beiden Schenkel 80A und 80B des N-förmigen Ven­ tilglieds ragen in entsprechende schlauchförmige Teile 103A und 103B der Membran 102 ein und diese befinden sich in entsprechenden Freiräumen 454 und 456 des Ventilgehäuses 4. Die Freiräume 454 und 456 sind an ihren oberen Enden offen, damit die Schenkel bzw. die schlauchförmigen Teile der Mem­ bran vom Betätigungsgehäuse 8 in die Freiräume hineinragen können. Die Freiräume kommunizieren jeweils mit dem Einlaß 138 und dem Auslaß 142. Dadurch, daß die Ventilöffnungen 112, 118 in entgegengesetzte Richtungen weisen, und durch den Ausgang bzw. den Eingang zugänglich sind, können sie von außen leicht bearbeitet werden. Das Ventilgehäuse 4 kann so­ mit einstückig ausgeführt werden. Das Betätigungsgehäuse 8 ist in diesem Beispiel zweiteilig ausgeführt, ähnlich dem Betätigungsgehäuse der Fig. 1 bis 3 Ausführungen. Die elek­ tromagnetische Betätigungseinrichtung 2 ist entsprechend den bisherigen Ausführungen als Proportionalventil ausgebildet, so daß das N-förmige Ventilglied 6a entweder die mittlere Stellung nach Fig. 8 oder eine nach links bzw. nach rechts gekippte Stellung annehmen kann, wobei bei nach rechts ge­ kippten Ventilglied 6a die Ventilöffnung 118 und bei nach links gekipptem Ventilglied 6a die Ventilöffnung 112 ge­ schlossen ist. Das Ventil hat hier eine 3/2-Weg-Funktion.

In allen Figuren sind Teile, die mit bisher beschriebenen Teilen identisch sind oder die gleiche Funktion aufweisen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet worden, so daß die gleiche Beschreibung auch für Teile gleicher Bezugszei­ chen gilt und eine Wiederholung der Beschreibung für alle Ausführungsformen entbehrlich ist.

Claims (31)

1. Ventil (1) bestehend aus einem mindestens im Längsquer­ schnitt T-förmigen Ventilglied (6), das im Bereich der Zusammenkunft des mittleren Schenkels (80) und der seit­ lichen Arme (82, 84) kippbar in einem Ventilgehäuse (4) gelagert ist, wobei der Schenkel (80) beidseitig mit einem nachgiebigen, vorzugsweise elastischen Schließele­ ment (103) versehen ist, das wahlweise je nach der von einer Betätigungseinrichtung (2) gewählten Kippstellung eine von zwei auf entgegengesetzten Seiten des Schenkels angeordneten, voneinander einen Abstand aufweisenden und einander zugewandten Ventilöffnungen (112, 118) des Ven­ tilgehäuses (4) abschließt, und wobei jede Ventilöffnung mit einer unterhalb eines jeweiligen Armes des T-förmi­ gen Ventilglieds mündenden seitlichen Öffnung (114, 129) kommuniziert und aus an den Mündungen angeordneten Über­ tragungsgliedern (94, 96), welche bei Druckbeaufschla­ gung der entsprechenden seitlichen Öffnungen (114, 124) ein jeweiliges Drehmoment auf die Arme (82, 84) des T-förmigen Ventilglieds (6) ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (2) ein auf dem einen Arm (84) des T-förmigen Ventilglieds vorhandener Ventil­ stößel (101) umfaßt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungseinrichtung ein Elektromagnet (1) vor­ gesehen ist, der einen in axialer Richtung der Spule hin- und herbewegbaren Anker (28) aufweist, der den vorzugsweise exzentrisch zur Achse (54) der Spule (14) angeordneten, ebenfalls in axialer Richtung der Spule bewegbaren Ventilstößel (101) beaufschlagt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (54) des Elektromagnet mit der Längs­ achse des Schenkels (80) des Ventilglieds (6) in einer mittleren Stellung desselben flüchtet.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (80) des T-förmigen Ventilglieds (6) in einen Schlauchteil (103) einer sich über die seitlichen Öffnungen (114, 124) erstreckenden und diese abdichten­ den Membran (102) hineinerstreckt, wobei die Membran das nachgiebige elastische Schließelement bildet.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (102) direkt auf das T-förmige Ventil­ glied (6) einwirkt und selbst die Übertragungsglieder (44, 46) bildet.

6. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsglieder durch zwischen der Membran (102) und der Membran des T-förmigen Ventilglieds angeordneten Übertragungsstößel (94, 96) gebildet sind.

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine Arm (84) des Ventilglieds (6) mit einem, vorzugsweise von außen zugänglichen Sperr­ glied (152) zusammenarbeitet, das zwischen einer das Ventilglied (6) in einer Kipplage haltenden Blockier­ stellung und einer Freigabestellung bewegbar ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Arm (82) des T-förmigen Ventilglieds einen rechteckigen Querschnitt (154) aufweist und in eine Öffnung (156) des drehbar angeordneten Sperrglieds hineinragt, welche im Querschnitt die Form von zwei einander Spitz an Spitz gegenüberliegenden Quadraten aufweist.

9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Betätigungsgehäuse (8A, 8B), das zwi­ schen dem Elektromagneten (1) und dem Ventilgehäuse (4) angeordnet ist und eine Aufnahme für die Arme (82, 84) des T-förmigen Ventilglieds sowie Durchgangsöffnungen (70, 98, 100) für den Schenkel (80), den Ventilstößel (101) und die Übertragungsglieder (94, 96) bildet.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile des Betätigungsgehäuses (8A, 8B) vor­ zugsweise gleich ausgebildet und spiegelbildlich anein­ ander angeordnet sind, wobei jede Hälfte zwei halbzylin­ drische Aufnahmen (90, 92) für die Enden eines am Ventil­ glied (6) angeordneten, die Schwenkachse bildenden Stift (86) aufweist.

11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (6) ein Blechstanzteil ist, das an den Berührungsflächen mit dem Betätigungsstößel (101) den Übertragungsgliedern (94, 96) und ggf. der Rückstell­ feder (150) gekrümmte Flächen aufweist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Hülsen (300, 302) an den Enden der Arme (82, 84) des T-förmigen Ventilglieds (6) vorgesehen sind.

13. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (4) aus einem Körperteil (104) und einem in dieses einsetzbaren Einsatzes (106) besteht, wobei das Körperteil die eine Ventilöffnung (112) und der Einsatz die andere Ventilöffnung (118) sowie eine mit der zugeordneten seitlichen Öffnung (124) kommuni­ zierende Querbohrung (120) aufweist.

14. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (4) eine Aufnahmekammer (110) für das T-förmige Ventilglied (6) aufweist, in deren Seiten­ wänden die Ventilöffnungen (112, 118) vorgesehen sind, wobei eine weitere Öffnung (140) von unten in die Aufnah­ mekammer (110) mündet.

15. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das T-förmige Ventilglied (6) einen mindestens teil­ sphärischen Kopf (400) aufweist und insbesondere schnul­ lerartig ausgebildet ist.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es als 2/2-Weg-Ventil realisiert ist, wobei ledig­ lich eine Ventilöffnung (112) auf einer Seite des Ven­ tilglieds (6) vorgesehen ist.

17. Ventil nach dem Anspruch 4 und 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die die Übertragungsglieder bildenden Bereiche der Membran (102) kreisbogenförmig und insbesondere halbkreisförmig sind, und daß die seitlichen Öffnungen (418, 420) eine entsprechende Gestaltung aufweisen.

18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzungsring (406) auf der der Ventilöffnung (112) abgewandten Seite der Membran (102) vorgesehen ist und kreisbogenförmige Ausschnitte (414, 416) entspre­ chend den kreisbogenförmigen Bereichen der Membran (102) aufweist.

19. Ventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring (406) einen mittleren ringförmi­ gen Bereich mit einem mittig angeordneten Loch (426) auf­ weist, wobei sich der Schenkel (30) des Ventilgliedes (6) durch das Loch hindurch erstreckt und der ringformi­ ge Bereich die Membran gegen eine entsprechende kreisför­ mige Abstützfläche (412) auf der Seite der Ventilöffnung (112) drückt.

20. Ventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring einen äußeren, vorzugsweise ring­ förmigen Bereich (422) aufweist, der einen entsprechen­ den Bereich der Membran an einem Ringsitz des Ventilge­ häuses festhält.

21. Ventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befestigungsplatte (18) insbesondere eine Befe­ stigungsplatte einer elektromagnetischen Betätigungsein­ richtung den äußeren Bereich (422) des Begrenzungsringes gegen die Membran (102) preßt.

22. Ventil nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß bogenförmige der Gestalt der kreisbogenförmigen Öff­ nungen des Begrenzungsringes angepaßten Stücke (428, 430) an dem Rahmen des Ventilglieds (6) befestigt sind.

23. Ventil (1) bestehend aus einem in einem Ventilgehäuse kippbar gelagerten Ventilglied (6A), welches je nach Kipplage eine von zwei einander entgegengesetzt angeord­ neten Ventilöffnungen (112, 118) zu schließen vermag, wobei die beiden Ventilöffnungen in einem sich von einem Einlaß bis zu einem Auslaß erstreckenden Strömungskanal (450) angeordnet sind, wobei ein durchströmter Raum sich zwischen den beiden Ventilöffnungen befindet, aus einem weiteren Anschluß, aus diesem durchströmten Raum, sowie aus einer eine Kippbewegung des Ventilglieds (6A) bewir­ kenden Einrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilöffnungen einander abgewandt im Strömungskanal (450) angeordnet sind, und daß das Ventil­ glied (6A) in Seitenansicht entlang der Kippachse (86) etwa N-förmig mit zwei Schenkeln (80A, 80B) ausgebildet ist, wobei jeder Schenkel (80A, 80B) einer jeweiligen Ventilöffnung (118, 112) gegenübersteht.

24. Ventil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran (102) vorgesehen ist mit zwei schlauch­ artigen Teilen (103A, 103B), welche die Schenkel (80A, 80B) des Ventilgliedes (6A) aufnehmen und mit einem Ringflansch, welche zwischen dem Betätigungsgehäuseteil (8) und dem den Strömungskanal (450), den Raum, die Ven­ tilöffnungen (112, 118) und mindestens einen Teil der Schenkel (80A, 80B) enthaltenden Ventilgehäuse (4) angeordnet ist.

25. Ventil nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Betätigungsgehäuse zweiteilig ausgebildet ist, wobei der die Kippachse bildende Stift (86) zwi­ schen den beiden Teilen des oberen Ventilgehäuseteils gehalten ist.

26. Ventil nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnungen (112, 118) sowie der Raum in einer mittleren Trennwand (404) des Ventilgehäuses (4) ausgebildet sind und daß die Unterseite Betätigungsge­ häuses (8) die Membran (102) gegen die obere Seite der Trennwand (404) drückt.

27. Ventil nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Stößel (101) um­ faßt, der auf das Ventilglied (6) auf der einen Seite der Kippachse (86) einwirkt.

28. Ventil nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (150) auf das Ventilglied (6A) auf der anderen Seite der Kippachse (86) einwirkt.

29. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (1) eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung nach der deutschen Patentanmeldung P 42 21 112.3 ist.

30. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vorsteuerventil für ein Membranventil nach der EP-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 341 340 dient.

31. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vorsteuerventil für ein Membranventil mit diesem in Kombination verwendet ist (Fig. 3), daß das Membranventil (248) eine schlauchartige, innerhalb einer Zylinderbohrung (269) des Membranventilgehäuses vorgese­ henen, durch innere Abstützkörper (256 bzw. 258) abge­ stützte und mit einem von einer von diesen Abstützkör­ pern getragenen Querwand (254) gebildeten Ventilsitz (252) zusammenarbeitende Membran (250) enthält, wobei zwischen dieser schlauchförmigen Membran (250) und der diese aufnehmende Zylinderbohrung (269) des Membranven­ tilgehäuses ein Ringraum (268) vorgesehen ist, daß je nach Stellung des Vorsteuerventils entweder mit dem ein­ laßseitig (260) herrschenden Druck beaufschlagbar ist und wodurch die schlauchförmige Membran (250) an den Ven­ tilsitz der Trennwand anliegt oder zur Auslaßseite (262) entlastet wird, wodurch die schlauchförmige Membran auf­ grund des eingangsseitig (260) herrschenden Druckes sich von der Trennwand (254) bzw. von dem Ventilsitz (252) abhebt und eine Durchströmung des Membranventils vom Eingang (260) durch im Abstützkörper (256) vorgesehenen Öffnungen über die Trennwand (254) durch im Abstützkör­ per (258) vorgesehenen Öffnungen zum Auslaß (262) hin­ durch ermöglicht.