Vorrichtung zum Schalten von Druckleitungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung zum Schalten von Druckleitungen, vorzugsweise in Steuerkreisen, wobei wenigstens eine mit einem Ventilsitz versehene Öffnung einer Leitung mittels eines beweglichen Ventilkörpers abschliessbar ist, der durch ein Schnappglied, d;as in zwei Richtungen wir ken kann und nach Bewegung über eine Totpunkt lage schlagartig :die Wirkungsrichtung wechselt, in eine von zwei Stellungen gedrückt wird und in wenig stens einer Stellung mit einem Ventilsitz in Anlage kommt.
Der Ausdruck Druckleitungen bezieht sich in der folgenden Beschreibung auf Leitungen, durch welche .ein positiver Druck oder ein negativer Druck, d. h. ein Vakuum, zugeführt wird. In Steuerkreisen kann der .Druck beispielsweise 0,8 .atü betragen. Die Erfindung ist jedoch auch für grössere Druckwerte anwendbar.
In erster .Linie ist die Erfindung zur Schaltung von pneumatischen .Drücken vorgesehen. Es besteht jedoch die Möglichkeit, :die Erfindung auch zum Schalten von hydraulischen Druckmitteln zu ver wenden.
Die bevorzugte Anwendung der Erfindung liegt in Schaltkreisen, wie sie für Sterilisatoren benutzt werden, bei denen mit einem Unterdruck gearbeitet wird. Bei derartigen .Anwendungen ist es bisher üb lich gewesen, Vakuumlextlungen über Magnetventile zu steuern, für deren Betätigung ein elektrischer Steuerkreis angeordnet werden musste. In diesem Steuerkreis sind üblicherweise Mikroschalter ent halten, die beispielsweise über Nocken oder Steuer kurven betätigt werden.
Es besteht .auch :die Möglich keit, die Magnetventile über Schaltwalzen oder der- gleichen mittelbar über Relais zu schalten.
Derartige Anordnungen sind sehr aufwendig, weil zusätzlich zu den für Sterilisatoren erforderlichen Druckkreisen eine elektrische Hilfsausrüstung vorge sehen werden muss. Abgesehen davon, dass sich hier durch auch nach .Massgabe :der Zeitkonstanten der Steuermittel Verzögerungen ergeben, tritt der Nach teil sein, :dass infolge der Vielzahl der erforderlichen Steuerelemente erhöhte Fehlermöglichkeiten gegeben sind.
Da Sterilisatoren in Krankenhäusern verwendet werden, liegt darüber hinaus ein ausserordentlich schwerwiegender Nachteil der bekannten Ausführun gen darin, dass der Arbeitsvorgang des: Sterilisators bei Ausfall der elektrischen Anlage unterbrochen wird. In diesem Falle müssen erst zusätzliche Hilfs- aggregate angeworfen bzw. Umsch,altun#gen vorge nommen werden.
Keinesfalls lassen aber bekannte Ausführungen einen Notbetrieb durch Handsteuerung in einer Weise zu, :dass die übliche Programmschal tung durch einen Handbetrieb aufrechterhalten wird. Wenn,in diesem Falle das Aggregat mit d er Vakuum pumpe ausfällt, ist ein Ersatz :dieser durch eine Wasseroder .Dampfstrahlpumpe möglich.
Ferner sind Sterilisatoranordnungen für mecha nischen Betrieb unter Verwendung von Kettenan trieben zur Betätigung einzelner Ventile bekannt. Derartige, durch Kettenantriebe einstellbare Ventile haben eine grosse Zeitkonstante, lassen keine schnelle Programmfolge bzw. keine genaue Steuerung zu und bauen verhältnismässig gross und erfordern ein grosses Gestell.
Bei bekannten Schaltvorrichtungen für Druck leitungen ist :der Ventilkörper starr mit dem Schnapp glied verbunden. Das bedeutet, .dass bei Betätigung des Schnappgliedes jeweils eine Kraft angesammelt werden muss, welche gegen die Federkraft des Schnappgliedes wirkt und so gross werden muss, dass eine Verlagerung !des Schnappgliedes erreicht wird. Dadurch finden die Umschaltungen schleppend statt, so dass keine :genaue Steuerung möglich :ist.
Sofern das Schnappglied durch Druckänderungen an Iden Anschlüssen umschaltet, ist überhaupt eine Schaltung in Abhängigkeit von einem Vakuum prak tisch unmöglich oder ungewiss, weil dann eine be stimmte Druckabstimmung Voraussetzung ist, die nicht mit Sicherheit ,eingehalten werden kann.
Im übrigen .ist es beim Umschalten von Vakuum leitungen erforderlich, wenn mehrere Öffnungen ge steuert werden, @dass eine schlagartige Umschaltung stattfindet, d. h. bei Öffnung einer Vakuumleitung muss unverzüglich eine andere Leitung geschlossen werden.
Wenn nun ein starr an einem Schnappglied angeordnetes Ventil nach Massgabe einer Druck änderung oder .auch einer zw.angläufig eingeführten Bewegung die zunächst zögernde Bewegung des Schnappgliedes in seine Totpunktstellung mitmacht, ergibt sich eine Öffnung der umzuschaltenden An schlüsse für längere Zeit. Dadurch sind .diese be kannten Ausführungen für zahlreiche .Anwendungen unbrauchbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Schalten von Druckleitungen zu schaffen, die mit einer praktisch vernachlässigbaren Zeitkonstante schlagartig arbeiten und - obwohl es sich um in einem Druckkreis angeordnete Ventilvorrichtungen handelt - auf kleinstem Raum schaltleistenartng nebeneinander ;
angeordnet werden können, so dass der bisher nur bei elektrischen Schaltwalzen erreichbare Vorteil einer Zentralsteuerung erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, dass Ventilkörper .auf dem mit einer Feder versehenen Schnappglied senkrecht zu der Ebene des Ventil- sitzes gegenüber Odem Schnappglied bewegbar und bezüglich des Ventilsitzes einstellbar gelagert sind: und die Länge dieser Bewegung wenigstens dem Weg des Schnappgliedes aus einer Endstellung in die Totpunktl:age entspricht.
Ausführungsbeispiele oder Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen: Fig. l eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung dm Schnitt, Fig. 2 eine Teilansicht zur Erläuterung der in Fig.1 schematisch dargestellten Ausführung der Ventilkörperauordnung,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 ;eine Draufsicht -auf die Aufhängung und Schnappeinrichtung ;der Vorrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 5 eine Teilansicht einer abgewandelten Aus- führungsform ,der Ventilkörperanordnung, die in einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 verwendbar ist.
In den Figuren werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Vorrichtung besitzt .ein im Vertikallängsschnitt .im wesentlichen recht eckiges Gehäuse 1, das .ausser den vorgesehenen Einführungen druckdicht ausgeführt ist. In eine Stirnseite mündet ein Leitungsstutzen 2, der beispiels weise an eine Vakuumquelle oder an :
den Umgebungs- .druck geschaltet werden soll. In gegenüberliegenden Gehäusewänden, in :der dargestellten Ausführungs form der oberen Gehäusewand 3 und der unteren Gehäusewand 4, sind in das Gehäuse Leitungs stutzen 5, 6 druckdicht eingeführt, die an ihrem inneren Ende jeweils einen Ventilsitz 7, 8 aufweisen.
Der Stutzen 6 ist beispielsweise zur Umgebung offen und :dient zur Belüftung der Anlage. Der Stutzen 5 ist bieispielweise einteilig mit einem Verteilerstutzen 9 ausgeführt, der quer Azur Längsrichtung des Ge häuses 1 auf der oberen Wand 3 liegt.
Es ist er sichtlich, ,dass der Verteilerstutzen 9 gleiche Breite wie .das Gehäuse hat, so dass seine Enden unmittel bar mit den Enden benachbarter Verteilerstutzen von benachbarten Vorrichtungen verbindbar sind, wenn diese Vorrichtungen unmittelbar nebeneinander angeordnet werden.
In einer Reihenanordnung kann idann an das eine Ende der Verteilerstutzen 9 die Zuleitung zu einer Vakuumquelle angeschlossen werden, während das andere Ende beispielsweise durch einen Pfropfen ,abdichtbar ist.
Es versteht sich, dass beispielsweise auf der oberen oder unteren Gehäusewand Spannvorrichtungen angeordnet sein können, um das Gehäuse an einer leistenartigen Haltevorrichtung festzuklemmen.
In dem Gehäuse 1 ist eine Ventilkörp.er,.anond- nung 10 zwischen :den Ventilsitzen 7 und 8 hin und her bewegbar gelagert. Diese Ventilkörperanordnung besteht beispielsweise aus einem Kunststoffblock. Sie ist an einer Blattfeder 1.1 gelagert und enthält die beiden Ventilkörper, von ,denen einer mit 40 be zeichnet ist, wie noch anhand der Fig. 3 erläutert wird. Die Ventilkörperanordnung ist aufgrund ihrer Anbringung an der Blattfeder 11 federnd gelagert.
Ein Beispiel für eine zugleich auch bezüglich des Ventilsitzes einstellbare und bis zu einem Masse nachgiebigen Lagerung von Ventilelementen oder -körpern in der Ventilkörperanordnung 10 ist in Fig. 3 :gezeigt. Auf der Federanordnung 11, 18, 19 sind beispielsweise beidseitig, wenn die gegenüber liegenden Ventilsitze 7 und 8 angeordnet sind, bei spielsweise zylindrische und innen hohle Hülsen 36, 37 iangeordnet,deren äussere Öffnungen durch je einen Ringflansch 38, 39 eingeschnürt sind.
In den Hohlräumen ist jeweils ein Ventilkörper mit .einem Teller 40 und einem nach innen ragenden Stift 41 geführt. Der Durchmesser des Tellers ist grösser als .der Durchmesser der durch die Ringflansche 38, 39 gebildeten Öffnung.
Jeder Ventilkörper steht unter der Einwirkung einer schwachen Feder 42, die be strebt ist, den Teller 40 an den Ringflansch 39 bzw. 38 zu drücken. Wenn der Körper von seinem Ventil sitz abgehoben ist, befindet er sich in der Stellung des Körpers 40, 41 in Fig. 2, welche im übrigen der Anordnung gemäss F .ig. 1 .entspricht. In dieser An ordnung ,ist der obere Ventilsitz 7 durch das zu geordnete Ventilelement geschlossen.
Dieses wird durch die Kraft des Schnappgliedes 11, 18 .an den Ventilsitz 7 gepresst, wobei sich der Teller 40 an den Ventilsitz anlegt und oder Stift 41, der vorteilhaft .ein etwas abgerundetes Ende .hat, bei Zusammen pressung der Feder 42 an dem Schnappglied bzw. der Feder 11 oder dem noch zu bezeichnenden Träger 20 anlegt.
Bei der Umschaltung hält die Feder 42 den Ventilteller 40 zunächst iso lange an dem Sitz 7, bis sich der Teller an den Ringflansch 38 .anlegt.
Dieser von dem Teller zurückzulegende Weg ist vorteilhaft wenigstens ebenso gross wie der Weg des Schnappgliedes bis zu seiner Totpunktlage, so .dass die gesamte Anordnung dann, wenn der Ventilheller von dem Ringflansch 38 mitgenommen wird, in die -andere Stellung springt, in welcher sich der untere Teller 40, an den Ventilsitz 8 anlegt.
Sofern die Leitung 5 eine Vakuumleitung ist, trägt das Vakuum dm übrigen unabhängig von der Feder unter dem Teller des Ventilelementes zur Halterung des Tellers .an dem Ventilsitzbei.
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei wel chem nur eine federnd gelagerte Ventilanordnung 10 im Sinne der Erfindung vorhanden ist, in welchem die Ventilkörper noch bezüglich des Ventilsitzes einstellbar angeordnet sind. Anhand der noch zu beschreibenden Fig. 5 wird eine andere Anordnung und Verbindung von Ventilkörpern gezeigt.
Zurückkommend auf .die näher beschriebene beispielsweise Konstruktion wird darauf hingewiesen, dass sich die Blattfeder 11 durch das Gehäuse 1 bis in die Nähe der abgelegenen Stirnwand erstreckt. An dieser Stelle ist die Blattfeder, welche .an diesem Ende eine Öffnung aufweisen .kann, beispielsweise mittels der Einstellschraube 12 festgelegt. Die Ein stellschraube, die zweiteilig ;aus einer Schrauben buchse, die in einen Ansatz 13 einschr .subbar ist, und aus einem in die Buchse @einschraubbaren Schrau benbolzen bestehen kann, lässt somit die Höhen einstellung des am Gehäuse festgelegten Endes der Blattfeder 11 zu.
Im übrigen ist ersichtlich, dass bei Anordnung eines Langloches in der Blattfeder 11 zugleich eine Einstellung in Längsrichtung erfolgen kann, wodurch bei der Montage leicht die richtige Einstellung des Ventilkörpers 10 zu den Ventil sitzen 7 und 8 möglich ist. Das festgelegte Ende der Blattfeder 11 wird vorteilhaft in der Mittelebene zwischen den Ventilsitzen 7 und 8 eingestellt.
Vorteilhaft sind in dieser Ebene zwei Wider lager 14, 15 angeordnet, :die mit ihrem Fuss im Gehäuse, beispielsweise neben der Einstellschraube 12, gegebenenfalls .in Längsrichtung des Gehäuses einstellbar angeordnet sind. Der eigentliche Wider lagerbeil 16 ist in die Höhe der Blattfeder 11 hoch geführt und liegt vorteilhaft in der erwähnten Mittel ebene zwischen .den Ventilsitzen 7 und 8, jedoch so mit Abstand von diesen Ventilsitzen, dass sich ,das eigentliche Widerlager beispielsweise etwa in der .Mitte der Länge der Blattfeder 11 befindet.
Das eigentliche Widerlager ist als Pfanne 17 aus geführt, die zu dem Ventilkörper 10 hin offen ist und in die jeweils das Ende einer durch Wölbung vorgespannten Blattfeder 18, 19 einsetzbar ist. Das andere Ende dieser Blattfedern 18, 19 ist an der Ventilkörperanordnung 10 festgelegt.
Gemäss der bevorzugten Ausführungsform sind die zur Aufhängung dienende Blattfeder 11, auch Aufhängungsfeder genannt, und ,die vorgespannten Blattfedern 18, 19 m Bereich der Ventilkörper anordnung 10 einteilig ausgeführt. Diese Federanord nung ist .in Fig.4 in Draufsicht gezeigt.
Es ist ersichtlich, dass alle drei Blattfedern aus einem Material gestanzt werden können .und durch einen Steg 20 verbunden sind, der als Träger für den beispielsweise zweiteilig ausgeführten Ventilkörper dient, vorzugsweise indem beide Teile mittels durch die Öffnungen 21, 22 in dem Steg hindurchgehende Befestigungsschrauben miteinander, entsprechend der Ausführung des Teiles 10 in Fig. 2, wo die beiden Schrauben durch strichpunktierte Linien angegeben sind, verbunden werden.
In Fig.4 ist am freien Ende der Blattfader 11 der Längsschlitz 23 dar gestellt, durch welchen die Einstellschraube 12 hin durchgehen kann.
Beispielsweise durch die obere Wand 3 des Ge häuses 1 ist das als Betätigungsstift 24 ausgeführte Betätiguni8sglied hindurchgeführt. Dieses Betätigungs glied .ist innerhalb einer Dichtungsanordnung 25 in senkrechter Richtung, d. h. parallel zur Bewegungs richtung des Ventilkörpers 10, bewegbar. Die Dich tungsanordnung 25 sitzt in einer hierfür vorgesehenen Haltebuchse 26 in der oberen Gehäusewand.
Der Betätigungsstift 24 .ist so ausgeführt, dass sein. inneres Ende auf die Blattfeder 11 trifft, die an dieser Stelle beispielsweise eine Auflageverstär- kung 27 aufweist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform folligt eine Umschaltung zur Anlage der Ventilkörperanordnung 10 jeweils an den Ventilsitz 7 oder den Ventilsitz 6. Für diese Ausführungsform greift der Betätigungs stift 24 zwischen der Einstellschraube 12 und der Widerlagerpfanne 17 ian dem Schnappglied an.
Es ist ersichtlich, :dass bei einer Betätigung des Betäti gungsstiftes 24 in der gezeigten Stellung die Auf hängefeder 11 nach unten durchgebogen wird und das Schnappglied gespannt wird, bis es über die Totpunktlage hinweggeht und, auf den unteren Teil der Ventilkörperanordnung 10 schlagend, diesen von dem oberen Ventilsitz .abhebt und auf den Ventil sitz 8 bringt. Nach Freigabe des Stiftes 24 zieht die Aufhängefeder 11 das Schnappglied 18, 19 über die Totpunktlage nach oben.
Dann schlägt das Schnappglied mit dem Träger 20 auf den oberen Teil des Ventilkörpers und bewirkt eine schlagartige Umschaltung an den Ventilsitz 7.
Besonders kurze Schaltzeiten werden bei der ge zeigten Anordnung dadurch erreicht, dass eine ge wisse Querbewegung der Ventilkörperanordnung bei ,der Durchbiegung der Aufhängungsfeder 11 ein ;
Kleben der Ventilkörperanordnung an dem je weiligen Ventilsitz verhindert, weil mit dieser Quer bewegung in Richtung zu dem Betätigungsstift 24 hin zugleich schon eine Kraftkomponente zur Ver- kantung der Ventilkörperanordnung ausgeführt wer den kann.
Diese Ausführung ist insbesondere von Vorteil, wenn zugleich zwischen Ventilkörper und Ventilsitz eine hilfsweise magnetische Anziehungskraft durch Ausführung .eines Teiles als schwacher Magnet und des anderen Teiles aus magnetisierbarem Material vorgesehen ist.
Die bevorzugte Ausbildung der Ventilkörper ist in Fig. 5 vergrössert und im Schnitt gezeigt. Dieser Schnitt liegt etwa in der Linie HIHI gemäss Fäg. 1. In Fig. 5 sind lediglich mit den Stutzen 5 und 6 vergleichbare Stutzen 28, 29 dargestellt, die Ventil sitze 30, 31 haben. Der Ventilkörper besteht aus zwei Ventilkörpern, hier z. B.
Kegeln 32, 33, die durch eine Stange 34 miteinander verbunden sind. Die Spange 34 ist frei beweglich durch eine öff- nung 35 indem Steg 20 ;der Federanordnung gemäss Fig. 3 :geführt.
Die Ventilkegel 32, 33 können sich dadurch jeweils an den zugeordneten Sitz anpassen. und eine Abdichtung bewirken. Vorteilhaft sind die Ventilkegel an ,den einander zugekehrten Seiten ge wölbt ausgeführt, um die Einstellbarkeit nicht durch den Druck der flächigen Federanordnung 20 zu beeinträchtigen.
Auch zu der Ausführungsform gemäss Fig. 5. wird darauf hingewiesen, dass die Stange 34 so lang aus geführt :
ist, dass sich der Teil 20 des Schnappgliedes ohne Beeinflussung ödes Ventilkörpers mit den Kegeln 32, 34 in seine Totpunktlage und vorteilhaft über diese hinaus bewegen kann, ehe der Ventilkegel 32 gemäss Fig. 5 bei der Umschaltung beaufschlagt wird.
Dadurch wird .erreicht, dass das Schnappglied mit der darin gespeicherten Energie auf den Ventilkegel 32 schlägt und den Ventilkegel 33 von seinem Sitz 31 reisst und den Ventilkegel 32 auf seinen Sitz 30 wirft. Es wird darauf hingewiesen, dass auch ,andere Schnappanordnungen, als in den Fig. 1-3 gezeigt ist, verwendbar sind. Der Ausdruck Schnappanord nung oder Schnappglied umfasst Einrichtungen,
welche eine Totpunktlage :aufweisen, durch welche sie während einer Umschaltung igeführt werden müssen.
Nun wird wiederum auf Fäg. 1 'zurückgegangen: In. Fig. 1 ist gestrichelt eine Programmnockenwalze 36 mit einer Nockenfläche 37 dargestellt. Die Welle 38 der Walze wird durch einen Elektrogetriebe motor 39 b,zw. im Notbetrieb durch eine Handkurbel in Richtung,des Pfeiles 40 angetrieben.
Die Welle 38 .ist im wesentlichen senkrecht über dem Stift 24 in solcher Höhe gelagert, dass der Nocken 37 bei Drehung der Walze den .Stift 24 zur Umschaltung des Ventilkörpers 10 an den Sitz 8 betätigt. Die Ventilkörperanordnung wird nach Durchlauf des Nocke$s 37 wieder freigegeben, so dass der Ventil körper 10 in die gezeigte Stellung zurückkehrt.