Schnappvorrichtung, insbesondere zur Betätigung von Ventilen oder Schaltern Die Erfindung betrifft eine Schnappv or- richtung, insbesondere zur Betätigung von Ventilen oder Schaltern.
Die erfindungsgemässe Schnappvorrich tung, die eine kreisförmige, gewölbte Schnapp scheibe aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe ein Paar von parallelen Schlit zen auf gegenüberliegenden Seiten ihres Mit telpunktes aufweist, deren Aussenseiten seh- nenförmig zum Umfang der Scheibe verlaufen, um die Schnapp- und Rücksehnappkräfte auf einander gegenüberliegende Scheibensektoren zu konzentrieren, wobei die Schlitze durch einen Querschlitz verbunden sind, der in dem zwischen dem Schlitzpaar liegenden Teile der Scheibe verläuft.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig.l eine Draufsicht auf die Schnapp scheibe, Fig. 2 eine Seitenansicht der Scheibe, Fig. 3 eine Vorderansicht der Scheibe, Fig.4 eine schematische Darstellun- der Scheibe in einer Betriebslage im Schnitt, Fig. 5 eine Darstellung ähnlich der Fig. 4, welche die Scheibe in einer andern Betriebs lage zeigt, Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf die gespannte Scheibe, zur Darstellung der auf tretenden Kräfte,
Fig-. 7 eine Vorderansicht zu Fig. 6. Die gezeigte Schnappscheibe ist kreisförmig und besteht aus dünnem Blech, welches Feder wirkung hat, wie z. B. rostfreier Stahl. Die Scheibe ist leicht gewölbt; die Wölbung ist durch Präge- oder Presswerkzeuge von gleich mässig sphärischer Krümmung erzeugt.
Der mittlere Teil der Scheibe ist mit zwei im wesentlichen parallelen Schlitzen 10, 10 versehen, die beide gleichmässige Breite und eine Länge von ungefähr 1/.# des Scheiben durchmessers haben. Es wird besonders dar auf hingewiesen, dass die äussern Wandungen jedes Schlitzes 10 eine Sehne der Scheibe bil den, und zwar aus Gründen, die weiter unten erläutert werden. Eine axiale Öffnung 12 ist in der Scheibe vorgesehen; diese Öffnung 12 ist jedoch nicht wesentlich. Die parallelen Schlitze <B>1-0, 10</B> sind durch einen Querschlitz 14 verbun den, der eine geringere Breite als die parallelen Schlitze 10, 10 aufweist und durch die Öff nung 12 schräg zu den parallelen Schlitzen 10, 10 hindurchgeht.
Vorzugsweise verläuft der Querschlitz 14 in einem Winkel von wenig- ger als 45 ; im vorliegenden Fall ist es ein Winkel von etwa 45 , gegenüber den parallelen Schlitzen 10, 10.
Bei dieser Schnappscheibe entstehen zwei einander gegenüberliegende Federarme 16, 16 durch den Querschlitz 14, wobei die Enden der Arme einen Winkel von 45 gegenüber den Schlitzen 10, 10 haben und sich unabhängig voneinander bewegen können. Bei der unge- spannten Scheibe liegen die Arme 16, 16 in einer zu der sphärisch gekrümmten Ober fläche der Scheibe tangentialen Ebene, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht.
Die parallelen Schlitze 10, 10 und der Querschlitz 14 verursachen eine Verzerrung der Scheibe. Dies ist in der Zeichnung durch abweichende Tellerhöhen der Punkte<I>X, X</I> auf den Radien Il und B im Vergleich zu den Punkten<I>Y, Y</I> auf den Radien C und<I>D</I> dar gestellt. Der Abstand der Punkte X, X und Y, Y von der Scheibenperipherie ist im wesent lichen gleich (Fig. 6). Eine Nachmessung der Tellerhöhe für die Punkte X und Y (Fig. 7) zeigt, dass die Höhe für den Punkt x etwa dop pelt so gross sein kann wie die Höhe für den Punkt Y. Die Sektoren mit grösserer Tellerhöhe beidseitig der Radien < 1 und B sind in Fig. 6 schraffiert dargestellt. Die Sektoren beidseitig von<I>C, D</I> haben eine kleinere Höhe.
Es bilden sich also zwei einander gegenüberliegende Sek toren höherer Belastung bei den Radien A und B, wobei die einander gegenüberliegenden Federarme 16, 16 sich an den innern Enden dieser Sektoren befinden.
In den Fig. 4 und 5 ist die Scheibe in ihrer Lage gegenüber einem Druckkörper 18 darge stellt, der eine übliche ringförmige Schneide 20 hat, welche die Scheibe in der Nähe ihres Um fanges berührt. Der Druckkörper 18 kann in einer Führung 22, die sich in einem Ventil körper 24 befindet, hin und her bewegt wer den. Am Grunde der Führung befindet sich ein Ring 26, der die Schnappscheibe an ihrem Umfang auf der der Schneide 20 abgewendeten Seite berührt. Ein Ventilbolzen 28 kann in dem Ventilkörper 24 hin und her bewegt wer den, wobei sein inneres Ende auf den Feder armen 16, 16 der Schnappscheibe aufliegt.
Bei der umgeschnappten Lage nach Fig. 5 liegt der Ventilbolzen 28 auf den äussersten Enden der Federarme 16, 16. Da diese äusser sten Enden der Federarme 16, 16 sich über den Scheitelpunkt der Schnappscheibe hinaus er strecken, und zwar infolge der oben erwähn ten Winkellage des Querschlitzes, wird der Ventilbolzen 28 um ein entsprechend grösseres Stück angehoben. Wenn die Länge der Fe derarme 16, 16 durch Verkleinerung des Win- kels des diagonalen Schlitzes 14 vergrössert würde, wäre die Überhöhung der Arme noch grösser, wobei jedoch die Federkraft geringer wäre.
Die Abnahme der Federkraft könnte durch eine Vergrösserung der Scheibendicke, der Tiefe der Scheibe oder durch Verkürzung der Länge der parallelen Schlitze 10, 10 kom pensiert werden. Wie aus der gestrichelten Linie 20 in Fig.6 hervorgeht, die diagonal zwischen den äussersten Enden der parallelen Schlitze 10, 10 liegt, kann der Winkel des Schlitzes 14 auch nur etwa 30 betragen.
Die bei dem Umsehnappen der Scheibe auf tretenden Kräfte gehen aus den Fig. 4 bis 7 hervor. Wenn ein Druck auf den Druckkörper 18 in der Pfeilriehtung nach Fig. 4 ausgeübt, wird, dann bewegen sich die Sektoren<I>C, D</I> geringerer Tellerhöhe, die einen kleineren Weg zurückzulegen haben, wie die Sektoren 3, B grösserer Tellerhöhe, früher durch die Umschnappstellung wie die letzteren.
Die in den schraffiert gestrichelten Sektoren der Fig. 6 bei Annäherung der Radien A und B an den Umschnappunkt gespeicherte Energie wird dadurch erhöht, und wenn der Druclz- körper 18 den Umschnappunkt der Scheibe erreicht, dann wird diese Energie ausgelöst und eine starke Ablenkung der Federarme 16, 16 hervorgerufen. Es sei aber darauf hingewiesen, dass das Umschnappen der Scheibenabschnitte mit den Radien 11, <I>B,</I> C und<I>D</I> im wesentlichen im gleichen Zeitmoment erfolgt und daher keine wahrnehmbar unterbrochene Bewegung der Federarme 16, 16 hervorrufen wird.
Es werden also Zug- und Druckbeanspru chungen von dem Mittelpunkt der Schnapp scheibe beim Betrieb ferngehalten, und die durch die beweglichen Arme aasgeübte Kraft wird relativ gross, so dass sich eine relativ starke Schnappwirkung ergibt und die Vor richtung gegen relativ grosse Gas- oder Ventil- federdrueke arbeiten kann.
Snap device, in particular for actuating valves or switches The invention relates to a snap device, in particular for actuating valves or switches.
The snap device according to the invention, which has a circular, arched snap disk, is characterized in that the disk has a pair of parallel slots on opposite sides of its center point, the outer sides of which run in the shape of a chord to the circumference of the disk, around the snap and to concentrate back-snapping forces on opposing disk sectors, the slots being connected by a transverse slot which runs in the portion of the disk between the pair of slots.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment from the subject of the invention is shown. 1 shows a plan view of the snap disk, FIG. 2 shows a side view of the disk, FIG. 3 shows a front view of the disk, FIG. 4 shows a schematic illustration of the disk in an operating position in section, FIG. 5 shows a similar illustration Fig. 4, which shows the disc in a different operating position, Fig. 6 is a schematic plan view of the tensioned disc, to illustrate the forces occurring on,
Fig-. 7 is a front view of FIG. 6. The snap disk shown is circular and consists of thin sheet metal, which has a spring effect, such as. B. stainless steel. The disc is slightly curved; the curvature is produced by embossing or pressing tools with a uniformly spherical curvature.
The middle part of the disk is provided with two substantially parallel slots 10, 10, both of which are of uniform width and a length of approximately 1 / .# of the disk diameter. It is particularly pointed out that the outer walls of each slot 10 form a chord of the disk, for reasons which will be explained further below. An axial opening 12 is provided in the disc; however, this opening 12 is not essential. The parallel slots 1-0, 10 are connected by a transverse slot 14 which has a smaller width than the parallel slots 10, 10 and passes through the opening 12 at an angle to the parallel slots 10, 10 .
The transverse slot 14 preferably runs at an angle of less than 45; in the present case it is an angle of approximately 45 ° with respect to the parallel slots 10, 10.
In this snap disk, two opposing spring arms 16, 16 are created through the transverse slot 14, the ends of the arms having an angle of 45 to the slots 10, 10 and being able to move independently of one another. When the disk is not tensioned, the arms 16, 16 lie in a plane tangential to the spherically curved upper surface of the disk, as can be seen from FIG.
The parallel slots 10, 10 and the transverse slot 14 cause the disc to be distorted. In the drawing, this is due to the different plate heights of points <I> X, X </I> on radii II and B compared to points <I> Y, Y </I> on radii C and <I> D </I> shown. The distance between the points X, X and Y, Y from the disk periphery is essentially the same (Fig. 6). A re-measurement of the plate height for points X and Y (Fig. 7) shows that the height for point x can be about twice as large as the height for point Y. The sectors with larger plate height on both sides of the radii <1 and B are shown hatched in FIG. The sectors on both sides of <I> C, D </I> have a smaller height.
So there are two opposing sectors of higher load at the radii A and B, the opposing spring arms 16, 16 are located at the inner ends of these sectors.
4 and 5, the disc is in position relative to a pressure body 18 Darge provides, which has a conventional annular cutting edge 20 which touches the disc in the vicinity of their order catch. The pressure body 18 can in a guide 22, which is located in a valve body 24, moved back and forth who the. At the bottom of the guide is a ring 26 which touches the snap disk on its circumference on the side facing away from the cutting edge 20. A valve pin 28 can be moved back and forth in the valve body 24, with its inner end resting on the spring arms 16, 16 of the snap disk.
In the snapped position according to Fig. 5, the valve pin 28 is on the outermost ends of the spring arms 16, 16. Since these outer most ends of the spring arms 16, 16 extend over the apex of the snap disk addition, as a result of the above-mentioned angular position of the transverse slot, the valve pin 28 is raised by a correspondingly larger piece. If the length of the spring arms 16, 16 were increased by reducing the angle of the diagonal slot 14, the elevation of the arms would be even greater, but the spring force would be less.
The decrease in the spring force could be compensated by increasing the thickness of the disc, the depth of the disc or by shortening the length of the parallel slots 10, 10. As is evident from the dashed line 20 in FIG. 6, which lies diagonally between the outermost ends of the parallel slots 10, 10, the angle of the slot 14 can also be only about 30.
The forces occurring when the disk is snapped around are shown in FIGS. If a pressure is exerted on the pressure body 18 in the arrow direction according to FIG. 4, then the sectors <I> C, D </I> move the lower plate height, which have to cover a smaller distance, like the sectors 3, B larger Plate height, earlier due to the snap position like the latter.
The energy stored in the hatched, dashed sectors of FIG. 6 when the radii A and B approach the snap point is increased, and when the pressure body 18 reaches the snap point of the disk, this energy is triggered and the spring arms are strongly deflected 16, 16 caused. It should be noted, however, that the disk sections with the radii 11, <I> B, </I> C and <I> D </I> are snapped over essentially at the same instant and therefore no perceptibly interrupted movement of the spring arms 16 , 16 will cause.
Thus tensile and compressive stresses are kept away from the center of the snap disk during operation, and the force exerted by the movable arms is relatively large, so that there is a relatively strong snap action and the device against relatively large gas or valve spring pressure can work.