DE102007028673B3

DE102007028673B3 - Ventil

Info

Publication number: DE102007028673B3
Application number: DE200710028673
Authority: DE
Inventors: Jens Anderle; Andreas Dickhoff; Peter Waiblinger; Martin Maichl
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-06-22
Also published as: CN101328987B; CN101328987A

Abstract

Es handelt sich um ein Ventil, dessen Ventilglied (12) durch eine Blattfeder (35) in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist. Die Vorspannung resultiert aus einem Federblatt (37), das aus seiner vorspannungsfreien Neutrallage relativ zu einem Halteabschnitt (36) in einer Auslenkrichtung (62) in eine vorgespannte Arbeitslage ausgelenkt ist. Das Federblatt (37) weist mindestens eine Knickstelle (58) auf, so dass es trotz starker Auslenkung nur wenig durchgebogen ist und wenig Einbauraum benötigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, mit mindestens einem Ventilgehäuse und mindestens einem durch mindestens eine Blattfeder in eine Ausgangsstellung vorgespannten, relativ zu dem Ventilgehäuse bewegbaren Ventilglied, wobei die Blattfeder mindestens ein sich zwischen einem gehäusefest fixierten Halteabschnitt und einem eine Vorspannkraft auf das Ventilglied übertragenden Beaufschlagungsabschnitt erstreckendes Federblatt aufweist und zum Erhalt der Vorspannkraft so montiert ist, dass das Federblatt aufgrund der Abstützung durch das Ventilglied aus seiner vorspannungsfreien Neutrallage in einer Auslenkrichtung in eine vorgespannte Arbeitslage ausgelenkt ist, wobei die Blattfeder eine dahingehende Formgebung aufweist, dass das Federblatt in der Neutrallage an mindestens einer sowohl zu dem Halteabschnitt als auch zu dem Beaufschlagungsabschnitt beabstandeten Knickstelle entgegen der Auslenkrichtung – die Auslenkrichtung ist die Richtung des Auslenkens beim Übergang zwischen der Neutrallage in die vorgespannte Arbeitslage – abgeknickt ist, sodass es in der Arbeitslage mit Bezug zur Neutrallage gestreckt ist.
Bei einem aus der EP 1158182 B1 bekannten Ventil ist ein in einem Ventilgehäuse verschwenkbar gelagertes Ventilglied durch eine neben diesem Ventilglied angeordnete Blattfeder in eine einen Ventilkanal verschließende Ausgangsstellung vorgespannt. Die Blattfeder ist mit einem Halteabschnitt im Ventilgehäuse verankert und drückt mit einem Beaufschlagungsabschnitt auf das Ventilglied. Der Beaufschlagungsabschnitt sitzt an einem vom Halteabschnitt wegragenden Federblatt, das im demontierten Zustand der Blattfeder eine durch die Formgebung bestimmte vorspannungsfreie Neutrallage einnimmt. Beim Einsetzen der Blattfeder in das Ventilgehäuse stützt sich der Beaufschlagungsabschnitt an dem Ventilglied ab, sodass das Federblatt relativ zu dem Halteabschnitt in eine vorgespannte Arbeitslage ausgelenkt wird. Die sich durch diese federelastische Verformung aufbauende Rückstellkraft bildet die auf das Ventilglied einwirkende Vorspannkraft. Aktiviert wird das Ventilglied durch einen sich neben der Blattfeder längs dieser erstreckenden Biegeaktor, insbesondere ein piezo-elektrischer Biegewandler.
Ähnliche Ventile offenbaren die DE 10311238 A1 und die DE 10311239 B3 . Allerdings liegt die Blattfeder dort nicht nur lose am Ventilglied an, sondern ist mit diesem fest verschweißt.
Die Verwendung einer Blattfeder anstatt beispielsweise einer Schraubendruckfeder hat den Vorteil, dass ein Ventil mit relativ geringer Bauhöhe realisierbar ist. Bei Schraubenfedern besteht das Problem, dass kurze Federlängen mit hohen Federraten und folglich einem hohen Energieaufwand für den Betrieb des Ventils verbunden sind, während größere Federlängen relativ viel Einbauraum in Anspruch nehmen.
Aber auch Blattfedern sind nicht unproblematisch. Kurze Baulängen erfordern auch hier hohe Antriebskräfte, während größere Baulängen zum Erreichen der gewünschten Vorspannung relativ weit ausgelenkt werden müssen, was wiederum zu Lasten des erforderlichen Einbauraumes geht.
In der EP 1158182 B1 wurde bereits vorgeschlagen, das dort als Federzunge bezeichnete Federblatt so am Halteabschnitt anzubringen, dass es vor der Montage im Ventilgehäuse, also in der vorspannungsfreien Neutrallage, mit einem leichten Knick schräg von dem Halteabschnitt wegragt. Bei der Montage im Ventilgehäuse wird das Federblatt folglich wesentlich stärker ausgelenkt als bei ebener Neutrallage. Auch bei dieser Art der Vorspannung ist man jedoch auf eine begrenzte Baulänge des Federblattes beschränkt, da sich dieses ansonsten zwischen dem Halteabschnitt und dem Beaufschlagungsabschnitt zu sehr durchwölbt und wiederum viel Platz in An spruch nimmt, ja sogar die Beweglichkeit der Federzunge bei Einnahme der vorgespannten Arbeitslage beeinträchtigen kann.
Blattfedern mit hohen Federraten haben im Übrigen den Nachteil, dass das Ventil bei Herstellung und Montage sehr toleranzanfällig ist. Schon bei geringen Toleranzen können wegen der hohen Federsteifigkeit beträchtliche Abweichungen in der erzielten Vorspannkraft auftreten. Dies behindert eine kostengünstige Serienfertigung.
Die DE 84 26 774 U1 beschreibt ein Ventil der eingangs genannten Art, dessen Ventilglied von einem endseitigen Beaufschlagungsabschnitt einer Blattfeder beaufschlagt ist, die über einen andernends angeordneten Halteabschnitt am Ventilgehäuse fixiert ist. Das Federblatt der Blattfeder schließt sich knickfrei geradlinig an den Halteabschnitt an und ist mit Abstand zu dem Halteabschnitt und zu dem Beaufschlagungsabschnitt einmal abgeknickt, sodass für die Unterbringung der Blattfeder wiederum relativ viel Platz beansprucht wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art so zu optimieren, dass die Federvorspannung trotz kleinem Einbauraum nur wenig toleranzanfällig ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das Federblatt zwischen dem Halteabschnitt und dem Beaufschlagungsabschnitt mehrere in der Längsrichtung des Federblattes zueinander beabstandete Knickstellen aufweist, wobei das Federblatt an sämtlichen Knickstellen entgegen der Auslenkrichtung abgeknickt ist und/oder dass der Übergangsbereich zwischen dem Federblatt und dem Halteabschnitt durch eine weitere Knickstelle definiert ist, wobei die Blattfeder an dieser weiteren Knickstelle ebenfalls entgegen der Auslenkrichtung des Federblattes abgeknickt ist.
Somit weist die Blattfeder zusätzlich zu einer mit Abstand zum Halteabschnitt und zum Beaufschlagungsabschnitt angeordneten Knickstelle des Federblattes mindestens noch eine weitere zum Halteabschnitt und zum Beaufschlagungsabschnitt beabstandete Knickstelle im Federblatt und/oder einen als Knickstelle ausgebildeten Übergangsbereich zwischen dem Federblatt und dem Halteabschnitt auf. An diesen Knickstellen ist die Blattfeder entgegen der Richtung abgeknickt, in der das Federblatt ausgelenkt wird, wenn es bei der Montage im Ventilgehäuse aus der Neutrallage in die Arbeitslage elastisch verformt wird. Bei dieser Verformung vergrößert sich der Knickwinkel an der entgegen der Auslenkrichtung orientierten Innenseite jeder Knickstelle, mit der Folge, dass sich das Federblatt jeweils geringfügig streckt. Die ohne solche Knickstellen sich kontinuierlich über die gesamte Federblattlänge erstreckende Durchwölbung wird durch die Knickstellen in mehrere Längenabschnitte unterteilt, in denen der Grad der Durchwölbung aufgrund der geringeren Länge ebenfalls geringer ist, sodass das Federblatt in der vorgespannten Arbeitslage insgesamt, wenn überhaupt, so eine wesentlich geringere Durchbiegung erfährt als ohne die mindestens eine Knickstelle. Als Folge hiervon können auch in kleinen Einbauräumen Blattfedern mit relativ großer Federblattlänge und folglich geringer Federsteifigkeit installiert werden, um die Anfälligkeit gegen Herstellungs- und Montagetoleranzen zu minimieren.
Eine Ausbildung des Federblattes mit mehreren und insbesondere einer Vielzahl von axial zueinander beabstandeten Knickstellen bringt den Vorteil mit sich, dass je geringer die Abstände zwischen benachbarten Knickstellen sind, desto geringer die dort beim Verformen in die vorgespannte Arbeitslage auftretende Durchbiegung ist.
Die Erfindung ist prinzipiell bei allen Ventiltypen einsetzbar, bei denen das Ventilglied durch Federmittel in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist, in der Regel eine Stellung, in der das Ventilglied einen Ventilkanal absperrt. Besonders vorteilhaft ist allerdings eine Realisierung in Verbindung mit Ventilen, deren Betätigungsmittel einen elektrisch akti vierbaren Biegeaktor aufweisen, insbesondere einen piezo-elektrischen Biegewandler. Hier kann die Blattfeder platzsparend längs des Biegeaktors auf einer derjenigen Seiten angeordnet werden, zu der hin der Biegeaktor bei Aktivierung ausgelenkt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In der Regel lässt sich in Verbindung mit einem abgeknickten Übergang zwischen Halteabschnitt und Federblatt bereits mit einer einzigen, jeweils zum Halteabschnitt und zum Beaufschlagungsabschnitt mit Abstand angeordneten Knickstelle ein vorteilhaftes Ergebnis erzielen. Die Einschränkung auf eine einzige solche Knickstelle hat auch den Vorteil einer sehr einfachen Herstellung. In der Regel wird man die Blattfeder als Stanzbiegeteil ausführen, wobei jede Knickstelle einen Biegevorgang voraussetzt, sodass durch eine entsprechend geringe Anzahl von Knickstellen der Fertigungsaufwand in einem vertretbaren Rahmen gehalten wird.
Bei Realisierung einer einzigen Knickstelle im Federblatt empfiehlt sich eine Beabstandung vom Beaufschlagungsabschnitt in einer Größenordnung von mindestens 20% der Gesamtlänge des Federblattes. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Platzierung in einem Abstand zum Beaufschlagungsabschnitt erwiesen, die bei 50% bis 70% und vorzugsweise bei etwa 60% der Gesamtlänge des Federblattes liegt.
Eine besonders starke Abknickung ist zum Erreichen des angestrebten Erfolges nicht erforderlich. Der an der Innenseite der Knickstelle gemessene Abknickwinkel kann ohne weiteres ein stumpfer Winkel sein.
Es ist möglich, den Übergangsbereich zwischen Federblatt und Beaufschlagungsabschnitt ebenfalls als Knickstelle mit gleicher Abknickrichtung auszuführen. Auf diese Weise lässt sich die Formgebung der Blattfeder optimal an die Relativlage derjenigen Bereiche anpassen, an denen sich die Blattfeder mit ihrem Halteabschnitt und mit ihrem Beaufschlagungsabschnitt in der montierten Arbeitslage abstützen soll.
Der Halteabschnitt kann eine sich am Ventilgehäuse abstützende Halteplatte aufweisen. Zur präzisen Zentrierung kann die Halteplatte von einem und vorzugsweise von wenigstens zwei Befestigungslöchern durchsetzt sein, in die jeweils ein am Ventilgehäuse angeordneter Positionierzapfen eingreift.
Zweckmäßigerweise ist die Blattfeder ohne zusätzliche gesonderte Befestigungselemente wie Schrauben oder Nieten im Ventilgehäuse fixiert. An der Halteplatte können seitlich federelastische Haltelaschen angeformt sein, die beim Einsetzen in das Ventilgehäuse mit dessen Innenfläche verspannt werden.
Es besteht die Möglichkeit, das Ventilgehäuse mit einem Gehäusedeckel auszustatten und die Blattfeder an diesem Gehäusedeckel vorzumontieren, sodass diese Komponenten als Baueinheit installierbar sind.
Vor allem in Anpassung an spezielle Bauformen eines für die Betätigung des Ventilgliedes vorhandenen Biegeaktors besteht die Möglichkeit, die Blattfeder mit mehr als einem von dem Halteabschnitt wegragenden Federblatt auszustatten. Verfügt der Biegeaktor nach dem Vorbild der EP 1207329 B1 beispielsweise über zwei unabhängig voneinander aktivierbare, nebeneinander angeordnete Biegeaktorabschnitte, kann auch die Blattfeder zwei von dem Halteabschnitt in die gleiche Richtung wegragende, jeweils einmal oder mehrfach abgeknickte Federblätter aufweisen, die mit je einem der Biegewandlerabschnitte kooperieren.
Insbesondere für spezielle Abstützungen eines Biegeaktors kann die Blattfeder zusätzlich zu mindestens einem Federblatt auch noch mindestens einen an der entgegengesetzten Seite des Halteabschnittes wegragenden federelastischen Abstützarm aufweisen. Ein solcher Abstützarm ermöglicht in Verbindung mit einem Federblatt eine einfache Aufhängung eines Biegeaktors unter Gewährleistung eines Drehmomentgleichgewichtes.
Die Blattfeder ist zweckmäßigerweise insgesamt einstückig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Federstahl. Die Knickstellen können durch plastisches Verformen eines Ausgangsmaterials erzeugt werden. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die abgeknickte Formgebung unmittelbar durch Urformen herzustellen, bei einer Kunststoffausführung insbesondere durch Spritzgießen.
Enthält das Ventil zur Betätigung des Ventilgliedes einen Längserstreckung aufweisenden, bevorzugt streifenförmigen Biegeaktor, kann das Ventilglied sowohl ein bezüglich des Biegeaktors separates Element sein oder aber in Baueinheit mit dem Biegeaktor ausgeführt sein. Im letztgenannten Fall besteht die Möglichkeit, das Ventilglied fest an dem Biegeak tor anzubringen oder unmittelbar als Bestandteil des Biegeaktors zu realisieren.
Bei dem Biegeaktor handelt es sich insbesondere um einen piezo-elektrischen Biegewandler. Andere Ausführungsformen sehen einen Biegeaktor aus Bimetall oder aus Formgedächtnismaterial (Memory-Metall) vor.
Von Vorteil ist es in jedem Fall, wenn sich die Blattfeder derart neben dem Biegeaktor längs diesem erstreckt, dass die Innenseite der mindestens einen Knickstelle des Federblattes dem Biegeaktor zugewandt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine bevorzugte erste Bauform des erfindungsgemäßen Ventils im Längsschnitt und in einer Ausgestaltung als Piezoventil mit einem als Biegewandler ausgebildeten Biegeaktor, wobei die Blattfeder gepunktet zusätzlich in ihrer vor der Montage eingenommenen Neutrallage gezeigt ist, um einen besseren Vergleich zwischen dieser vorspannungsfreien Neutrallage und der vorgespannten Arbeitslage zu ermöglichen,
2 eine Einzeldarstellung der Blattfeder in der vorspannungsfreien Neutrallage (in durchgezogenen Linien abgebildet) und zum Vergleich in der vorgespannten Arbeitslage (in gepunkteten Linien abgebildet), wobei in leicht übertriebener Darstellung ergänzend die Durchbiegungslinien des Federblattes in der erfindungsgemäßen Ausführung (gestrichelt) und im Vergleich dazu beim Stand der Technik (strichpunktiert) dargestellt sind,
3 eine Einzeldarstellung der unmontierten Blattfeder in einer Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus 2, wobei strichpunktiert auch noch ein Biegeaktor angedeutet ist,
4 eine Vorderansicht der unmontierten Blattfeder mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV, wobei strichpunktiert die Fixierung an einem Gehäusedeckel des Ventilgehäuses angedeutet ist, und
5 vergleichbar der 3 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer unmontierten erfindungsgemäßen Blattfeder, die hier über zwei Federblätter und auch über zwei Abstützarme verfügt.
Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 1 in Gestalt eines Piezoventils. Allerdings eignet sich die Erfindung auch für Ventilarten mit anderem Antriebskonzept.
Das Ventil 1 enthält ein Ventilgehäuse 2, das sich vorzugsweise aus einem Gehäusehauptteil 3 und einem daran unter Abdichtung fixierten Gehäusedeckel 4 zusammensetzt. Das Gehäusehauptteil 3 verfügt über eine Bodenwand 5 und eine von dieser wegragende Seitenwand 6, wobei an den Endbereich der Seitenwand 6 der Gehäusedeckel 4 angesetzt ist, sodass er gemeinsam mit dem Gehäusehauptteil 3 eine Ventilkammer 7 umgrenzt. Der Gehäusedeckel 4 kann zumindest partiell in das Gehäusehauptteil 3 eintauchen. Zweckmäßigerweise ist der Gehäusedeckel 4 mit dem Gehäusehauptteil 3 unter hermetischer Abdichtung verklebt oder verschweißt.
Das Ventil 1 des Ausführungsbeispiels ist als 2/2-Wegeventil konzipiert, wenngleich auch andere Funktionalitäten möglich wären. In seine Ventilkammer 7 münden zwei die Wandung des Ventilgehäuses 2 durchsetzende Ventilkanäle 8, 9, die mittels eines relativ zu dem Ventilgehäuse 2 bewegbaren Ventilgliedes 12 wahlweise fluidisch miteinander verbindbar oder voneinander abtrennbar sind. Das Ventilglied 12 ist dem einen, ersten Ventilkanal 8 zugeordnet, der im Betrieb des Ventils 1 norma lerweise mit einer das zu steuernde Druckmedium liefernden Druckquelle verbunden ist. Als Druckmedium kommt insbesondere Druckluft zum Einsatz, wenngleich sich das Ventil 1 auch zur Steuerung anderer gasförmiger Medien sowie auch flüssiger Medien eignet.
Der erste Ventilkanal 8 durchsetzt die Bodenwand 5. Er verfügt über eine der Ventilkammer 7 zugewandte erste Kanalmündung 13, die von einem Ventilsitz 14 umrahmt ist, dem das Ventilglied 2 gegenüberliegt. Beispielhaft ist der Ventilsitz 14 an einem in die Bodenwand 5 eingesetzten, insbesondere aus Metall bestehenden Ventilsitzkörper 15 ausgebildet. Verglichen mit dem im Übrigen aus Kunststoffmaterial bestehenden Ventilgehäuse 2 ist der Ventilsitzkörper 15 wesentlich verschleißfester. Aus Verschleißgründen besteht auch das Ventilglied 12 bevorzugt aus Metall.
Exemplarisch ist das Ventilglied 12 kugelförmig ausgebildet und in einer sich an den Ventilsitz 14 anschließenden Führungsausnehmung 16 seitlich abgestützt, sodass es zum Öffnen und Schließen der ersten Kanalmündung 13 eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Umschaltbewegung 17 relativ zu der Bodenwand 5 und zu dem Ventilsitzkörper 15 ausführen kann.
Der andere, zweite Ventilkanal 9 mündet ohne zugeordnetes Ventilglied an beliebiger Stelle in die Ventilkammer 7 ein. Zweckmäßigerweise durchsetzt auch der zweite Ventilkanal 9 die Bodenwand 5 und ist insbesondere in der Nachbarschaft des ersten Ventilkanals 8 angeordnet.
Der zweite Ventilkanal 9 ist vorgesehen, um im Betrieb mit einem nicht weiter dargestellten Verbraucher verbunden zu werden, beispielsweise eine fluidbetätigte Antriebsvorrichtung.
Im Innern der Ventilkammer 7 befindet sich ein zur Betätigung des Ventilgliedes 12 dienendes, relativ zum Ventilgehäuse 2 bewegliches Betätigungsglied 18. Das Betätigungsglied 18 ist elektrisch aktivierbar. Hierzu sind an das Betätigungsglied 18 angeschlossene elektrische Leiter 22 unter Abdichtung durch die Wandung des Ventilgehäuses 2 hindurch nach außen geführt.
Bei dem Betätigungsglied 18 handelt es sich exemplarisch um einen eine Längserstreckung aufweisenden, balken- oder streifenförmigen Biegeaktor 23. Er erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Bodenwand 5, wobei sein einer, im Innern der Ventilkammer 7 frei endender Endabschnitt über das Ventilglied 12 hinwegragt und einen mit dem Ventilglied 12 koope rierenden Betätigungsabschnitt 24 dargestellt. Durch entsprechende elektrische Ansteuerung kann der Betätigungsabschnitt 24 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Antriebsbewegung 26 veranlasst werden, bei der er durch Verbiegen des Biegeaktors 23 in einer zur Zeichenebene parallelen Auslenkebene 27 relativ zum Ventilgehäuse 2 verschwenkt wird. Hierbei bewegt sich der Betätigungsabschnitt 24 in Richtung zum Ventilglied 12 oder in entgegengesetzter Richtung.
Der Betätigungsabschnitt 24 verbiegt sich relativ zu einem sich am Ventilgehäuse 2 abstützenden Lagerabschnitt 25 des Biegeaktors 23. Dieser ist insbesondere von dem dem Betätigungsabschnitt 24 entgegengesetzten Endabschnitt des Biegeaktors 23 gebildet.
Der Biegeaktor 23 könnte beispielsweise ein Memory-Metall-Biegeaktor oder ein Bimetall-Biegeaktor sein. Vorzugsweise und beim Ausführungsbeispiel ist er allerdings als piezo-elektrischer Biegewandler ausgeführt. Wird über die elektrischen Leiter 22 eine geeignete Ansteuerspannung angelegt, biegt sich der Biegewandler durch und der Betätigungsabschnitt 24 führt die schon erwähnte Antriebsbewegung 26 aus.
Da piezo-elektrische Biegewandler als solches bekannt sind, erübrigt sich an dieser Stelle eine detaillierte Erläuterung des Aufbaus. Vorzugsweise beinhaltet der Biegewandler eine federelastische Trägerschicht 28, die an einer oder beiden in Richtung der Antriebsbewegung 26 orientierten Seitenflächen mit einer piezo-elektrischen Materialschicht 29, insbesondere eine Piezokeramik, belegt ist.
Der Betätigungsabschnitt 24 liegt ständig an der dem Ventilsitz 14 entgegengesetzten Seite an dem Ventilglied 12 an. Dies kann unmittelbar geschehen oder, wie beim Ausführungsbeispiel, unter Zwischenschaltung eines an dem Biegeaktor 23 fixierten Kraftübertragungselementes 32. Das Kraftübertragungselement 32 besteht aus Metall, sodass beim Kontakt mit dem Ventilglied 12 kaum Verschleiß auftritt und der Biegeaktor 23 selbst vor Verschleiß geschützt ist.
Das Kraftübertragungselement 32 ist insbesondere nach Art einer Klammer ausgebildet und von der freien Stirnseite her auf den Betätigungsabschnitt 24 aufgesteckt, sodass es Letzteren an seinen beiden in Richtung der Antriebsbewegung 26 orientierten Seiten mit je einem Klammerschenkel 33, 34 flankiert. Der eine, erste Klammerschenkel 33 drückt auf das Ventilglied 12.
Ersichtlich ist das Ventilglied 12 beim Ausführungsbeispiel ein bezüglich des Biegeaktors 23 separates Element. Abwei chend hiervon könnte der Biegeaktor 23 aber auch unmittelbar selbst das Ventilglied 12 tragen oder bilden.
Der Biegeaktor 23 ist unter Mitwirkung einer bevorzugt einstückig ausgebildeten und insbesondere aus einem federelastischen Metall bestehenden Blattfeder 35 gehäusefest fixiert. Die Blattfeder 35 verfügt über eine Längserstreckung und ist gemeinsam mit dem Biegeaktor 23 im Innern der Ventilkammer 7 angeordnet. Die Blattfeder 35 stützt sich zum einen am Ventilgehäuse 2 und zum anderen an dem Biegeaktor 23 ab, wobei sie den Betätigungsabschnitt 24 so beaufschlagt, dass dieser das Ventilglied 12 in eine an dem Ventilsitz 14 unter Abdichtung anliegende Ausgangsstellung vorspannt. Die Ausgangsstellung des Ventilgliedes 12 ist hier also eine den ersten Ventilkanal 8 absperrende Schließstellung.
Durch elektrische Aktivierung des Biegeaktors 23 wird der Betätigungsabschnitt 24 von dem Ventilsitz 14 weg ausgelenkt, sodass das Ventilglied 12 vom Ventilsitz 14 abheben kann und eine Fluidströmung zwischen den beiden Ventilkanälen 8, 9 durch die Ventilkammer 7 hindurch ermöglicht. Das Fluid strömt hierbei durch die Führungsausnehmung 16 hindurch an dem darin fixierten kugelförmigen Ventilglied 12 vorbei. Der Biegeaktor 23 kommt dabei an einem später noch erläuterten weiteren Auflager (Abstützvorsprung 68) des Ventilgehäuses 2 zum Aufliegen.
Nach Wegnehmen der Betätigungsspannung drückt die Blattfeder 35 den Biegeaktor 23 und mithin auch das Ventilglied 12 in die Ausgangsstellung zurück.
Im Folgenden sei die der Bodenwand 5 zugewandte Seite des Biegeaktors 23 als Unterseite und die entgegengesetzte Seite als Oberseite bezeichnet, ohne dass durch Verwendung dieser Bezeichnungen eine Einschränkung bezweckt sei.
Die Blattfeder 35 ist ein längliches Gebilde und erstreckt sich an der Oberseite des Biegeaktors 23 entlang diesem. Die Längsachse der Blattfeder 35 verläuft mithin in der Auslenkebene 27.
Die Blattfeder 35 verfügt über einen Halteabschnitt 36, über den sie in einem dem Biegeaktor 23 oberhalb gegenüberliegenden Bereich am Ventilgehäuse 2 fixiert ist. Dieser im Folgenden als Fixierbereich 42 bezeichnete Bereich liegt näher bei dem dem Lagerabschnitt 25 zugeordneten rückseitigen Endbereich des Biegeaktors 23 als bei dem entgegengesetzten vorderen Endbereich, mit dem der Betätigungsabschnitt 24 endet. Der Abstand des Fixierbereiches 42 vom vorderen Endbereich des Biegeaktors 23 beträgt beispielsweise etwa das Doppelte wie der Abstand zu dem rückseitigen Endbereich.
Ausgehend von dem Halteabschnitt 36 erstreckt sich in Richtung zum Betätigungsabschnitt 24 des Biegeaktors 23 ein federelastisches, beispielsweise zungenförmig ausgebildetes Federblatt 37 der Blattfeder 35, an das sich an der dem Halteabschnitt 36 entgegengesetzten Vorderseite ein Beaufschlagungsabschnitt 38 der Blattfeder 35 anschließt.
Der Beaufschlagungsabschnitt 38 stützt sich über den zweiten Klammerschenkel 34 des Kraftübertragungselementes 32 an dem Betätigungsabschnitt 24 ab und beaufschlagt diesen in Richtung des Ventilgliedes 12. Auf diese Weist übt der Beaufschlagungsabschnitt 38 eine Vorspannkraft F_V in Richtung der Ausgangsstellung auf das Ventilglied 12 aus.
In die entgegengesetzte Richtung wie das Federblatt 37, also in Richtung des rückseitigen Endbereiches des Biegeaktors 23, ragt von dem Halteabschnitt 36 ein bevorzugt kürzer als das Federblatt 37 ausgebildeter federelastischer Abstützarm 43 weg. Er beaufschlagt mit einem an seinem freien Endbereich angeordneten Abstützabschnitt 44 den Lagerabschnitt 25 in der Nähe des rückseitigen Endbereiches des Biegeaktors 23. Die hierbei auf den Lagerabschnitt 25 ausgeübte Haltekraft F_H ist mit der Vorspannkraft F_V gleichgerichtet, vorliegend also zur Bodenwand 5 hin.
Durch den Abstützabschnitt 44 wird der Lagerabschnitt 25 mit einem an der Bodenwand 5 vorgesehenen Widerlagerabschnitt 45 verspannt. Der Widerlagerabschnitt 45 kann einstückig mit der Bodenwand 5 ausgebildet sein, ist beim Ausführungsbeispiel allerdings von einer Einstellschraube 46 gebildet, die in die Bodenwand 5, in und entgegen der Kraftrichtung der Haltekraft F_H verstellbar, eingeschraubt ist. Auf diese Weise lässt sich die Relativposition des Lagerabschnittes 25 bezüglich des Ventilgehäuses 2 in dessen Höhenrichtung justieren.
Die Blattfeder 35 ist insbesondere so ausgelegt, dass sie sich bei deaktiviertem Biegeaktor 23 bezüglich des Fixierbereiches 42 in einem Drehmoment-Gleichgewicht befindet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Blattfeder 35 auch ohne spezielle Befestigungsmaßnahmen eine sicher definierte Position einnimmt. Es ist insbesondere nicht erforderlich, den Halteabschnitt 36 durch Schrauben oder Nieten oder eine sonstige Fügeverbindung fest mit der dem Biegeaktor 23 zugewandten Innenfläche des Gehäusedeckels 4 zu verspannen. Der Halteabschnitt 36 wird durch die sich am Biegeaktor 23 abstützende Blattfeder 35 nach oben gedrückt und mit der Innenfläche des Gehäusedeckels 4 verspannt.
Hierbei stützt sich der Halteabschnitt 36 insbesondere über eine ebene Halteplatte 47 an der Innenfläche des Gehäusedeckels 4 ab. Zur Vorgabe der gewünschten Relativposition bezüglich des Gehäusedeckels 4 ist die Halteplatte 47 von zwei Befestigungslöchern 48 durchsetzt, in die je ein Positionierzapfen 52 formschlüssig eingreift, der von der Innenfläche des Gehäusedeckels 4 in Richtung zum Biegeaktor 23 nach unten ragt.
Durch diese beiden Positionierzapfen 52 ist die Blattfeder 35 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung lagefixiert und auch an einem Verdrehen gehindert.
Beim Zusammenbau des Ventils 1 wird zweckmäßigerweise eine vormontierte, sich aus dem Gehäusedeckel 4 und der daran fixierten Blattfeder 35 zusammensetzende Baueinheit an das Gehäusehauptteil 3 angesetzt, nachdem in dieses zuvor der Biegeaktor 23 eingelegt wurde.
Zum Erhalt dieser vorgenannten Baueinheit ist an den beiden quer zur Längsachse der Blattfeder orientierten Seitenkanten der Halteplatte 47 je eine quer zur Ausdehnungsebene der Halteplatte 47 wegragende federelastische Haltelasche 53 angeordnet. Diese Haltelaschen 53 sind vor der Montage der Blattfeder 35 am Gehäusedeckel 4 gemäß 4 leicht ausei nandergespreizt. Von dem Gehäusedeckel 4 ragen nach innen zwei seitliche, starre Haltevorsprünge 54 weg, deren Abstand zueinander geringer ist als der Abstand der noch unverformten Haltelaschen 53. Indem nun die Blattfeder 35 mit ihrem Halteabschnitt 36 zwischen die Haltevorsprünge 54 hineingedrückt wird, werden die Haltevorsprünge 54 elastisch aufeinander zu gerichtet verformt und mit den Innenflächen der Haltevorsprünge 54 fest verspannt. Auf diese Weise ist die Blattfeder 35 auch ohne zusätzliche Klebe-, Schweiß-, Schraub- oder Nietverbindung an dem Gehäusedeckel 4 festgehalten, um eine einfache Montage als Baueinheit mit dem Gehäusedeckel 4 zu ermöglichen.
Die 2 bis 4 zeigen die Blattfeder 35 in durchgezogenen Linien in ihrer vorspannungsfreien Neutrallage vor der Montage im Ventilgehäuse 2. In 1 ist diese vorspannungsfreie Neutrallage gepunktet eingezeichnet.
In dieser Neutrallage ist das Federblatt 37 an einer den Übergangsbereich zu dem Halteabschnitt 36 definierenden ersten inneren Knickstelle 55 gegenüber dem Halteabschnitt 36 zu derjenigen Seite hin abgeknickt, die in der Einbaulage dem Biegeaktor 23 zugewandt ist. Zur besseren Unterscheidung sei diese Seite der Blattfeder 35 im Folgenden als Unterseite bezeichnet.
In vergleichbarer Weise schließt sich der Abstützarm 43 über eine zweite innere Knickstelle 56 mit ebenfalls abgeknicktem Verlauf an den Halteabschnitt 36 an. Die Abknickung bezieht sich hierbei insbesondere auf die Hauptausdehnungsebene 57 des Halteabschnittes 36, die vorliegend durch die Halteplatte 47 definiert ist, welche im montierten Zustand "plan" an der Innenseite des Gehäusedeckels 4 oder an einer Abstufung der Positionierzapfen 52 anliegt.
Jedenfalls ist durch diese Abknickungen erreicht, dass sowohl der Beaufschlagungsabschnitt 38 als auch der Abstützabschnitt 44 in der Neutrallage der Blattfeder 35 mit Abständen a, b zu der Hauptausdehnungsebene 57 angeordnet sind.
Nach der Montage der Blattfeder 35 im Ventilgehäuse 2 liegen geringere Abstände a', b' zwischen dem Beaufschlagungsabschnitt 38 und der Hauptausdehnungsebene 57 beziehungsweise zwischen dem Abstützabschnitt 44 und der Hauptausdehnungsebene 57 vor, die sich in der 2 anhand der darin gepunktet abgebildeten Blattfeder 35 nachvollziehen lassen. Die Reduzierung der Abstände resultiert daraus, dass sowohl das Federblatt 37 als auch der Abstützarm 43 bei der Montage der Blattfeder 35 im Bereich der inneren Knickstellen 55, 56 im Sinne einer Verringerung der Abknickung verformt werden, bedingt durch die Abstützung an dem Betätigungsabschnitt 24 und an dem Lagerabschnitt 25.
Auf diese Weise sind das Federblatt 37 und der Abstützarm 43 bei montierter Blattfeder 35 aus der bis dahin vorspannungsfreien Neutrallage in eine Arbeitslage vorgespannt, die in 2 gepunktet und in 1 in durchgezogenen Linien abgebildet ist.
Diese Auslenkung erfolgt unter Aufbau einer rückstellenden Federkraft, aus der letztlich die Vorspannkraft F_V und die Haltekraft F_H resultieren. Beim Übergang von der Neutrallage in die Arbeitslage werden durch die erwähnte Abstützung sowohl das Federblatt 37 als auch der Abstützarm 43 in einer vom Biegeaktor 23 weg nach oben weisenden Auslenkrichtung 62 ausgelenkt.
Für die Erfindung besonders relevant ist nun der Umstand, dass das Federblatt 37 an mindestens einer in der Längsrichtung der Blattfeder 35 sowohl zu dem Halteabschnitt 36 als auch zu dem Beaufschlagungsabschnitt 38 beabstandeten weiteren Knickstelle 58 seinerseits zu dem Biegeaktor 23 hin abgeknickt ist, also in der Gegenrichtung der Auslenkrichtung 62 des Federblattes 37. Man erkennt insoweit in 1 und 2 den in der Neutrallage vorhandenen abgeknickten Längsverlauf des Federblattes 37.
Es genügt, wenn sich die Abknickung auf einen derartigen Winkel beschränkt, dass die sich axial beidseits an die Knickstelle 58 anschließenden Längenabschnitte des Federblattes 37 an der dem Biegeaktor 23 zugewandten Innenseite der Knickstelle 58 einen stumpfen Knickwinkel 63 einschließen.
Zur Unterscheidung von den anderen Knickstellen 55, 56 sei die mindestens eine im Längsverlauf des Federblattes 37 angeordnete Knickstelle 58 im Folgenden auch als "Zusatzknickstelle 58'' bezeichnet.
Wäre die Zusatzknickstelle 58 nicht vorhanden, würde das Federblatt 37 in seiner Arbeitslage etwa die in 2 strichpunktiert angedeutete Durchbiegungslinie 64 einnehmen, die sich kontinuierlich zwischen den beiden Endbereichen des Federblattes 37 erstrecken würde. Das Federblatt 37 wäre hierbei in Richtung zu dem Biegeaktor 23 relativ stark ausgewölbt.
Durch die Zusatzknickstelle 58 findet eine Unterteilung des Federblattes 37 in sich jeweils eigenständig durchbiegende Längenabschnitte statt. Man erkennt in 2, dass das Federblatt 37 in der vorgespannten Arbeitslage mehrere sich axial aneinander anschließende, gestrichelt abgebildete Durchbiegungslinien 65 aufweist, deren eine sich von der Zusatzknickstelle 58 bis zum Ansatzpunkt des Halteabschnittes 36 und deren andere sich von der Zusatzknickstelle 58 bis zum Ansatzpunkt des Beaufschlagungsabschnittes 38 erstreckt. Diese Durchbiegungslinien 65 fallen kürzer aus und verfügen somit über eine wesentlich geringere Durchbiegung als die ohne abgeknicktes Federblatt 37 auftretende längere Durchbiegungslinie 64. Dadurch steht zwischen dem vorgespannten Federblatt 37 und dem Biegeaktor 23 wesentlich mehr Platz zur Verfügung, um die Auslenkung des Betätigungsabschnittes 24 zu ermöglichen. Man erreicht also durch die mindestens eine Zusatzknickstelle 58 eine Unterbringung von Blattfeder 35 und Biegeaktor 23 in einer Ventilkammer 7 mit relativ geringer Höhe.
Bei der während der Montage erfolgenden Auslenkung 62 vergrößert sich der an der Innenseite vorhandene Knickwinkel 63, wie im Übrigen auch der Knickwinkel an den inneren Knickstellen 55, 56. Das Federblatt 37 wird mithin beim Übergang in die Arbeitslage in eine Strecklage übergeführt. Mit anderen Worten ist der Beaufschlagungsabschnitt 38 in der Neutrallage weniger weit vom Halteabschnitt 36 entfernt als in der Arbeitslage.
Der Abstützarm 43 ist zwischen der zweiten inneren Knickstelle 56 und dem Abstützabschnitt 44 beim Ausführungsbeispiel nicht abgeknickt. Er besitzt hier eine insbesondere lineare Erstreckung. Allerdings wäre es durchaus möglich, auch in diesen Verlauf mindestens eine Zusatzknickstelle einzuschalten, an der der Abstützarm 43 entgegen seiner Auslenkrichtung 62 abgeknickt ist.
Zweckmäßigerweise schließt sich der Beaufschlagungsabschnitt 38 über eine erste äußere Knickstelle 66 an das Federblatt 37 an. Der Beaufschlagungsabschnitt 38 kann insbesondere hakenartig gekrümmt sein, wobei er mit seiner konvexen Außenfläche auf dem Kraftübertragungselement 32 oder direkt auf dem Biegeaktor 23 aufliegt. An der ersten äußeren Knickstelle 66 ist die Blattfeder 35 zweckmäßigerweise ebenfalls entgegen der Auslenkrichtung 62 abgeknickt.
Der Abstützabschnitt 44 kann in gleicher Weise wie der Beaufschlagungsabschnitt 38 gestaltet sein. Er schließt sich zweckmäßigerweise über eine zweite äußere Knickstelle 67 an den linearen Längenabschnitt des Abstützarmes 43 an.
Auch der Abstützarm 43 kann in seinem sich zwischen dem Halteabschnitt 36 und dem Abstützabschnitt 44 erstreckenden Längenabschnitt an einer oder an mehreren in der Längsrich tung beabstandeten Stellen entgegen der Auslenkrichtung 62 abgeknickt sein, um den gleichen Effekt zu erzielen wie bei dem Federblatt 37.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 verfügt das Federblatt 37 über genau eine Zusatzknickstelle 58. Deren Abstand von dem Beaufschlagungsabschnitt 38 beträgt – in der Neutrallage des Federblattes 37 betrachtet – zweckmäßigerweise mindestens 20% der Gesamtlänge des Federblattes 37. Vorzugsweise liegt der Abstand zum Beaufschlagungsabschnitt 38 im Bereich von 50% bis 70% und vorzugsweise bei etwa 60% der Gesamtlänge des Federblattes 37.
In 2 bis 4 ist strichpunktiert angedeutet, dass das Federblatt 37 ohne weiteres auch mehrere in seiner Längsrichtung zueinander beabstandete Zusatzknickstellen 58 aufweisen kann. Exemplarisch ist eine weitere Zusatzknickstelle 58 strichpunktiert angedeutet, sodass hier das Federblatt 37 zwei sowohl zueinander als auch zum Beaufschlagungsabschnitt 38 und zum Abstützabschnitt 44 beabstandete Zusatzknickstellen 58 aufweist. Die Länge der den einzelnen abgeknickten Längenabschnitten des Federblattes 37 zugeordneten Durchbiegungslinien 65 reduziert sich dadurch noch weiter.
Es versteht sich, dass das Federblatt 37 auch mit mehr als nur zwei Knicklinien 58 ausgestattet sein kann.
Auch der Abstützarm 43 kann zwischen dem Halteabschnitt 36 und dem Abstützabschnitt 44 mehrere zueinander beabstandete Knickstellen aufweisen.
Sowohl bei dem Federblatt 37 als auch bei dem Abstützarm 43 ist die Abknickrichtung sämtlicher Knickstellen zweckmäßigerweise identisch.
Alle Knickstellen 55, 56, 58, 66, 67 zeichnen sich zweckmäßigerweise durch eine quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse der Blattfeder 35 verlaufende Biegelinie aus.
Die 5 zeigt eine modifizierte Ausführungsform einer Blattfeder 35, bei der mit der bisherigen Ausführungsform vergleichbare Komponenten mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind. Diese Blattfeder 35 unterscheidet sich von der bisher beschriebenen in der Anzahl der Federblätter 37 und der Abstützarme 43. Von diesen sind jeweils zwei Stück vorhanden. Zwei in die gleiche Richtung von dem Halteabschnitt 36 wegragende Federblätter 37 sind für sich allein betrachtet jeweils in der oben beschriebenen Weise ausgestaltet, jedoch unabhängig voneinander elastisch biegbar. Mit einer solchen Blattfeder 35 können gleichzeitig zwei Biegeaktoren 23 beauf schlagt werden oder zwei unabhängig voneinander biegbare Betätigungsabschnitte ein und desselben Biegeaktors.
Über die Abstützabschnitte 44 können Lagerabschnitte 25 separater Biegeaktoren 23 abgestützt werden oder auch ein gemeinsamer Lagerabschnitt eines mehrere Betätigungsabschnitte aufweisenden Biegeaktors.
Auch bei der Ausführungsform der 5 können die Federblätter 37 und zweckmäßigerweise auch die Abstützarme 43 mehr als eine Zusatzknickstelle 58 aufweisen.
Es besteht überdies die Möglichkeit, eine unterschiedliche Anzahl von Federblättern 37 und Abstützarmen 43 vorzusehen. Beispielsweise könnten zwei Federblätter 37 mit nur einem Abstützarm 43 kombiniert werden.
Zurück zum Ausführungsbeispiel der 1 bis 4, erkennt man einen Abstützvorsprung 68, der zwischen dem Widerlagerabschnitt 45 und dem Ventilglied 12 unterhalb des Biegeaktors 23 an der Bodenwand 5 angeordnet ist und von dieser zum Biegeaktor 23 hin ragt. Wird der Biegeaktor 23 elektrisch aktiviert, stützt er sich mit seinem mittleren Längenabschnitt nach unten hin an dem Abstützvorsprung 68 ab, sodass der Betätigungsabschnitt 24 in der gewünschten Weise nach oben ausgelenkt wird. Eine solche zusätzliche Abstützung würde sich erübrigen, wenn der Biegeaktor 23 an seinem Lagerabschnitt 25 unabhängig von der Blattfeder 35 gehäusefest fixiert wäre. Insbesondere in einem solchen Fall könnte auch auf den Abstützarm 43 verzichtet werden.
Auf der dem Ventilglied 12 entgegengesetzten Oberseite liegt dem Betätigungsabschnitt 24 zweckmäßigerweise eine in der Wandung des Ventilgehäuses 2 angeordnete Hubeinstellschraube 72 gegenüber. Sie begrenzt die Auslenkung des Betätigungsabschnittes 24 und definiert dadurch die zweite Schaltstellung des Ventilgliedes 12. Indem sie in der Auslenkebene 24 justierbar ist, kann eine individuelle Einstellung vorgenommen werden, insbesondere um Toleranzen zu kompensieren.
Nochmals zusammengefasst verfügt die Blattfeder 35 beim Ausführungsbeispiel über einen insbesondere einstückigen Längenabschnitt bestehend aus dem Halteabschnitt 36, dem Federblatt 37 und dem Beaufschlagungsabschnitt 38, wobei wenigstens zwischen dem Halteabschnitt 36 und dem Federblatt 37 eine erste innere Knickstelle 55 und im Verlauf des Federblattes 37 mindestens eine Zusatzknickstelle 58 vorhanden sind. Eine erste äußere Knickstelle 66 befindet sich zweckmäßigerweise auch im Übergangsbereich zwischen dem Federblatt 37 und dem Beaufschlagungsabschnitt 38. Die Abknickrichtung ist bei all diesen Knickstellen 55, 58, 66 die gleiche, derart, dass die jeweilige Knick-Innenseite – also diejenige Seite, an der die sich beidseits an die jeweilige Knickstelle anschließenden Längenabschnitte der Blattfeder 35 einen Winkel von weniger als 180° einschließen – dem zu beaufschlagenden Element zugewandt sind, vorliegend dem Biegeaktor 23.
Bei und nach der Montage stützt sich der Halteabschnitt 36 so am Ventilgehäuse 2 ab, dass er in der Auslenkebene 27 nicht verschwenkbar ist. Bei der Montage drückt der Biegeaktor 23 entgegengesetzt zu der Abknickrichtung mit einer Auslenkkraft F_A von unten her auf den Beaufschlagungsabschnitt 38, wodurch das gesamte Federblatt 37 relativ zu dem Halteabschnitt 36 in der Auslenkrichtung 62 verschwenkt wird. Bei diesem Verschwenken baut sich die Vorspannkraft F_V auf. Indem das Federblatt 37 zwischen dem Beaufschlagungsabschnitt 38 und dem Halteabschnitt 36 die mindestens eine Zusatzknickstelle 58 aufweist, ist die Durchbiegung des vorgespannten Federblattes 37 wesentlich geringer als ohne Zusatzknickstelle 58. Das Federblatt 37 kann in der vorgespannten Arbeitslage sogar eine zumindest annähernd lineare Erstreckung aufweisen.
Die Blattfeder 35 kann somit in einem relativ niedrigen Einbauraum untergebracht werden. Dies erlaubt die Verwirklichung sehr flachbauender Ventile, insbesondere Piezoventile. Gleichzeitig ist es möglich, den für die Vorspannung genutz ten Auslenkweg 62 relativ groß auszuführen. Damit kann die Auswirkung von Einzelteil- und Fügetoleranzen auf die Nennfederkraft minimiert werden. Bei Verwendung einer Blattfeder mit flacher Federkennlinie und großem Vorspannweg wirken sich toleranzbedingte Abweichungen in dem Vorspannweg (Auslenkweg) auf die erzielte Vorspannkraft nicht nennenswert aus. Trotz des großen Vorspannweges verfügt die Blattfeder 35 in der vorgespannten Arbeitslage über eine nur geringe Bauhöhe – gemessen rechtwinkelig zu der Hauptausdehnungsebene 57 –, sodass sie folglich in einer Ventilkammer 7 mit geringer Höhe untergebracht werden kann.

Claims

Ventil, mit mindestens einem Ventilgehäuse (2) und mindestens einem durch mindestens eine Blattfeder (35) in eine Ausgangsstellung vorgespannten, relativ zu dem Ventilgehäuse (2) bewegbaren Ventilglied (12), wobei die Blattfeder (35) mindestens ein sich zwischen einem gehäusefest fixierten Halteabschnitt (36) und einem eine Vorspannkraft auf das Ventilglied (12) übertragenden Beaufschlagungsabschnitt (38) erstreckendes Federblatt (37) aufweist und zum Erhalt der Vorspannkraft so montiert ist, dass das Federblatt (37) aufgrund der Abstützung durch das Ventilglied (12) aus seiner vorspannungsfreien Neutrallage in einer Auslenkrichtung (62) in eine vorgespannte Arbeitslage ausgelenkt ist, wobei die Blattfeder (35) eine dahingehende Formgebung aufweist, dass das Federblatt (37) in der Neutrallage an mindestens einer sowohl zu dem Halteabschnitt (36) als auch zu dem Beaufschlagungsabschnitt (38) beabstandeten Knickstelle (58) entgegen der Auslenkrichtung (62) abgeknickt ist, sodass es in der Arbeitslage mit Bezug zur Neutrallage gestreckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblatt (37) zwischen dem Halteabschnitt (36) und dem Beaufschlagungsabschnitt (38) mehrere in der Längsrichtung des Federblattes (37) zueinander beabstandete Knickstellen (58) aufweist, wobei das Federblatt (37) an sämtlichen Knickstellen (58) entgegen der Auslenkrichtung (62) abgeknickt ist und/oder dass der Übergangsbereich zwischen dem Federblatt (37) und dem Halteabschnitt (36) durch eine weitere Knickstelle (55) definiert ist, wobei die Blattfeder (35) an dieser weiteren Knickstelle (55) ebenfalls entgegen der Auslenkrichtung (62) des Federblattes (37) abgeknickt ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblatt (37) bei einem als weitere Knickstelle (55) ausgebildeten Übergangsbereich zwischen dem Halteabschnitt (36) und dem Federblatt (37) zwischen dem Halteabschnitt (36) und dem Beaufschlagungsabschnitt (38) genau eine zu diesen beiden Abschnitten (36, 38) beabstandete Knickstelle (58) aufweist.
Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzigen Knickstelle (58) von dem Beaufschlagungsabschnitt (38) in der Neutrallage des Federblattes (37) mindestens 20% der Gesamtlänge des Federblattes (37) beträgt.
Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzigen Knickstelle (58) von dem Beaufschlagungsabschnitt (38) in der Neutrallage des Federblattes (37) im Bereich von 50% bis 70% liegt.
Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzigen Knickstelle (58) von dem Beaufschlagungsabschnitt (38) bei etwa 60% der Gesamtlänge des Federblattes (37) liegt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich beidseits an die mindestens eine Knickstelle (58) anschließenden Längenabschnitte des Federblattes (37) an der Innenseite der Knickstelle (58) einen stumpfen Winkel einschließen.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich zwischen dem Federblatt (37) und dem Beaufschlagungsabschnitt (38) durch eine weitere Knickstelle (66) definiert ist, wobei die Blattfeder (35) an dieser weiteren Knickstelle (66) ebenfalls entgegen der Auslenkrichtung (62) des Federblattes (37) abgeknickt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (36) eine sich am Ventilgehäuse (2) abstützende Halteplatte (47) aufweist.
Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (47) von mindestens einem Befestigungsloch (48) durchsetzt ist, in das ein am Ventilgehäuse (2) angeordneter Positionierzapfen (52) eingreift, um die Relativlage zwischen der Blattfeder (35) und dem Ventilgehäuse (2) vorzugeben.
Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden quer zur Längsachse der Blattfeder (35) orientierten Seitenkanten der Halteplatte (47) je mindestens eine federelastische Haltelasche (53) quer zur Hauptausdehnungsebene (57) der Halteplatte (47) wegragt, wobei der Halteabschnitt (36) über diese Haltelaschen (53) mit der Innenfläche des Ventilgehäuses (2) verspannt und dadurch gehäusefest fixiert ist.
Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) einen an einem Gehäusehauptteil (3) angebrachten Gehäusedeckel (4) aufweist, von dem zwei starre Haltevorsprünge (54) wegragen, zwischen denen der Halteabschnitt (36) über die Haltelaschen (53) festgespannt ist, derart, dass der Gehäusedeckel (4) und die Blattfeder (35) vor der Montage am Gehäusehauptteil (3) eine Baueinheit bilden.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungsabschnitt (38) der Blattfeder (35) hakenartig gekrümmt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Halteabschnitt (36) in die gleiche Richtung wenigstens zwei sich mit Abstand nebeneinander erstreckende Federblätter (37) wegragen, die in ihrem Längsverlauf jeweils mindestens eine Knickstelle (58) aufweisen.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Halteabschnitt (36) an der dem Federblatt (37) entgegengesetzten Seite in bezüglich des Federblatts (37) entgegengesetzte Richtung mindestens ein federelastischer Abstützarm (43) der Blattfeder (35) wegragt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (35) einstückig ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (35) aus einem federelastischen Metall besteht.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Betätigung des Ventilgliedes (12) einen Längserstreckung aufweisenden, durch elektrische Ansteuerung in einer Auslenkebene (27) auslenkbaren Biegeaktor (23) aufweist.
Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkrichtung (62) des Federblattes (37) mit der Auslenkebene (27) des Biegeaktors (23) zusammenfällt.
Ventil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeaktor (23) von einem piezo-elektrischen Biegewandler gebildet ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12) ein bezüglich des Biegeaktors (23) separates, von dem Biegeaktor (23) beaufschlagbares Element ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungsabschnitt (38) der Blattfeder (35) an dem Biegeaktor (23) angreift.
Ventil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Blattfeder (35) neben dem Biegeaktor (23) längs diesem erstreckt, wobei die Innenseite der mindestens einen Knickstelle (58) des Federblattes (37) dem Biegeaktor (23) zugewandt ist.
Ventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungsabschnitt (38) an einem Endabschnitt des Biegeaktors (23) angreift und sich der Halteabschnitt (36) an einer dem Biegeaktor (23) in der Auslenkebene (27) gegenüberliegenden Stelle am Ventilgehäuse (2) abstützt.