DE1809561C - Elektrisch gesteuertes, handbe tatigtes Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch gesteuertes, handbetätigtes Ventil, dessen Verschlußstück federnd in Schließstellung vorgespannt und mittels eines Handgriffs vom Ventilsitz abhebbar ist, mit einem die Wirksamkeit des Handgriffs unterbrechenden Steuerteil, der einen Steuerkolben, eine diesen umgebende Hülse und ein Kugeigesperre aufweist, wobei die Kugeln des Gesperres mittels eines federbelasteten Sperrkonus in Sperrstellung vorgespannt sind und der Sperrkonus durch einen Elektromagneten verschiebbar ist.

Durch die französische Patentschrift 1480483 ist ein Ventil obiger Gattung bekannt. Dabei wird die Bewegung des Handgriffs nicht unmittelbar auf das Verschlußstück selbst übertragen, sondern über einen Nocken auf einen Schwenkhebel, der zwischen dem Steuerteil und dem Verschlußstück angeordnet

ίο ist. Je nach Stellung des Nockens bewirkt dieser im Schwenkhebel Längskräfte, die, da der Schwenkhebel am Steuerkolben des Steuerteils abgelenkt ist, am Steuerkolben als Querkräfte wirken. Dadurch entsteht die Gefahr, daß sich der Steuerkolben insbeson-

lä dere in seiner Sperrstellung verklemmt, so daß sich das Ventil auch beim Lösen des Sperrkonus nicht mehr schließt. Die Funktionsweise eines derartigen Steuerventils ist daher nicht hinreichend sicher. Weiterhin hat das Ventil gemäß der französischen Pa-

ao tentschrift 1480483 eine große räumliche Ausdehnung, so daß bei beengten Einbaubedingungen der Einbau erschwert bzw. ausgeschlossen ist. Auf Grund einer Vielzahl von Einzelteilen ist ein solches Ventil weiterhin sehr teuer und aufwendig.

as- Es ist weiterhin bekannt (deutsche Patentschrift 619 596), bei einem Ventil, das ein federbelastetes Verschlußstt :k aufweist, ein elektromagnetisch gesteuertes Kugeigesperre vorzusehen, bei dessen Entriegelung das Ventil schließt. Das Ventil wird über

eine Zugstange geöffnet, wobei eine handbetätigte Spindel als Anschlag dient und die Größe der öffnung des Ventils bestimmt. Das elektromagnetisch gesteuerte Kugeigesperre dient lediglich dazu, das Verschlußstück des Ventils mit der Spindel zu verbinden oder davon zu lösen. Es ist nicht dazu geeignet, die Handbetätigung zu übersteuern. Daher kann das Ventil jederzeit über die Zugstange geöffnet werden. Weiterhin kann das Ventil nur in vertikaler Stellung betrieben werden, da der elektromagnetisch ver-

schiebbare Sperring des Kugelgesperres nur auf Grund seines Eigengewichts sperrt.

Bekannt ist auch noch (französische Patentschrift 1 006 183) ein Ventil, dessen Verschlußstück an seiner Verlängerung einen Handgriff aufweist. Das Ver-

schlußstück kann in seiner Schließstellung mittels eines elektromagnetisch gesteuerten Kugelgesperres arretiert werden. Das Ventil der französischen Patentschrift i 006 183 kann dagegen nur von Hand geschlossen und nach Entriegelung durch den elektromagnetischen Teil wieder nur von Hand geöffnet werden, da das Verschlußstück nicht federbelastet ist. Weiterhin ist der Handgriff direkt mit dem Verschlußstück verbunden, so daß eine Übersteuerung des Handhebels durch den elektromagnetischen Teil nicht möglich ist.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Gattung ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisch gesteuertes, handbetätigtes Ventil dahingehend zu verbessern, daß eine sichere Funktionsweise in allen Schaltstellungen ermöglicht wird. Darüber hinaus soll eine einfache, raumsparende und preisgünstige Ausgestaltung erreicht werden, so daß der Einbau eines solchen Ventils auch bei minimalem Raumangebot möglich ist. Weiterhin sollen alle be-

weglichen Teile ummantelt sein, um zu verhindern, daß die Teile auf Grund der am Einsatzort des Ventils herrschenden Bedingungen angegriffen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der Steuerkolben gleichachsig zum Verschlußstück angeordnet und direkt mit diesem verbunden ist, daß die Hülse in Bewegungsrichtung des Verschlußstückes verschiebbar ist und daß der Handgriff mit der Hülse in Wirkverbindung steht.

Diese Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, daß nunmehr keine Querkräfte auf den Kolben wirken können, so daß in allen Steuerphasen eine große Betriebssicherheit gewährleistet ist. Darüber hinaus wird mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine einfache, raumsparende und preisgünstige Ausgestaltung erreicht.

Um eine gute Führung des Handgriffs zu ermöglichen und eine möglichst glatte äußere Form, ohne abstehende Hebel od. dgl., zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß der Handgriff ein das Ventilgehäuse umgebender und axial darauf gleitend gelagerter Ring ist und daß zur Übertragung der Bewegung des Handgriffs auf die Hülse ein Zapfen dient, welcher sich durch die Wand des Ventilgehäuses hindurch erstreckt.

Eine einfache Arretierung des Iiandgriffs in seinen beiden 'Endlagen wird in vorteilhafter Weise durch Anschläge am Ventilgehäuse und dazu passende Anschläge am Handgriff erreicht, wobei diese letzteren Anschläge in zwei verschiedene Winkelstellungen des Handgriffs bezüglich des Ventilgehäuses mit den Anschlägen in Eingriff bringbar sind and die Hülse in Abhängigkeit von der Stellung der Anschläge nahe an oder entfernt vom Ventilsitz gehalten wird.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein federbelasteter Anker des Elektromagneten mit einem der Feder abgewandten Vorsprung mit der benachbarten Stirnfläche des Sperrkonus in Wirkverbindung bringbar ist, wobei der Sperrkonus ohne Federvorspannung im Steuerkolben eingebaut ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel, bei dem der Sperrkonus um 180° gedreht eingebaut ist, ist die Sperrwirkung des Konus immer dann vorhanden, wenn der Elektromagnet stromlos ist, so daß dann das Ventil von Hand geöffnet oder geschlossen werden kann. Ist dagegen der Stromkreis des Elektromagneten geschlossen, so kann ein öffnen durch den Handgriff ni-ht mehr erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, ^aB der Ventilsitz, das Ventilgehäuse, die Hülse, der Steuerkolben, der Sperrkonus, der Hrndgriff, der Elektromagnet, der Anker und die Federn gleichachsig zueinander angeordnet sind.

In der folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 das Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, wobei nur ein Teil des Ventilgehäuses abgebildet ist und die Teile des Ventils in der Stellung sind, in der das Ventil geschlossen, der Elektromagnet entregt und der Handgriff in der unteren Stellung ist,

F i g. 2 einen Längsschnitt gemäß F i g. 1, bei dem das Ventil geschlossen, der Elektromagnet erregt und der Handgriff in der unteren Stellung ist,

Fig.3 einen Teilschnitt gemäß Fig. 1, bei dem das Ventil offen, der Elektromagnet erregt und der Handgriff in der oberen Stellung ist,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß F i g. 3 in geschlosse

nem Ventil, erregtem Elektromagneten und in der oberen Stellung befindlichem Handgriff,

Fig. 5 und 6 einen Ausschnitt der Seitenansicht des Ventils, wobei sich der Handgriff in seiner oberen bzw. unteren Stellung befindet.

Wie in den F i g. 1 bis 4 dargestellt, weist das Ventil ein nur zum Teil abgebildetes Ventilgehäuse 10 von üblicher Bauart auf, mit einem Ventilsitz 11. Eine Ventildichtung 12, die in einem Verschlußstück

ίο 13 angeordnet ist, kann von dem Ventilsitz weg und auf diesen zu bewegt werden. Das Verschlußstück 13 ist mittels eines Bolzens 15 an der Verlängerungsstange eines Steuerkolbens 14 befestigt, wobei sich die Verlängerungsstange durch eine fluchtende Boh-

rung in einem Teil 17 des Ventilgehäuses erstreckt. Der Steuerkolben 14 ist gleitbar in einer Bohrung 16 im Inneren einer Hülse 21 angeordnet, die ihrerseits gleitend in einer Bohrung im Ventilgehäuseteil 17 angeordnet ist, das mittels eines Gewindes 18 mit liem Ventilgehäuse 10 verbunden ist. Am anderen Ende ist das Ventilgehäi^eteil 17 mittels eines Gewindes am unteren Ende ^O eines zu einem Elektromagneten gehörenden Kernronres 19 befestigt.

Auf dem Kernrohr 19 ist eine dieses umgebende Magnetspule 24 angeordnet, im oberen Ende des Kernrohres 19 ist mit fester Passung ein Stöpsel 25 eingesetzt. Im Kernrohr 19 befindet sich weiterhin axial gleitbar ein Anker 26, der von der Spule 24 betätigt wird. Am unteren Ende weist der Anker 26 einen Vorsprung 27 auf.

Eine Druckfeder 29 spannt das Verschlußstück 13 und damit den Steuerkolben 14 ständig in Richtung auf den Ventilsitz 11 vor und hält damit das Ventil geschlossen. Em als Handgriff 30 ausgebildeter ringförmiger Teil umgibt das Ventilgehäuseteil 17 und ist darauf gleitbar gelagert. Der Handgriff 30 ist mit der Hülse 21 durch zwei als Schrauben ausgebildete Zapfen 31 verbunden, die durch fluchtende Bohrungen im Handgriff 30 und im Ventilgehäuseteil 17 führen. In der Wand des Ventilgehäuseteils 17 sind Langlöcher 32 angebracht, durch welche die Zapfen 31 hindurchführen, so daß der Handgriff 30 und die Hülse 21 in Längsrichtung des Ventilgehäuseteils 17 frei gleiten können. Der Handgriff 30 kann zwischen zwei stabilen Stellungen bewegt werden, welche durch Zusammenwirken zweier in entgegengesetzten Richtungen vom Ventilgehäuseteil 17 radial abstehender Anschläge 47, die als Stifte ausgebildet sind, und zweier am Handgriff 30 befindlicher Anschläge 48, die als Ausnehmungen ausgebildet sind, bestimmt sind. In den F i g. 5 und 6 ist jeweils eine dieser bsiden Stellungen gezeigt. Die Anschläge 48 sind an der Unterkante des Handgriffs 30 ausgebildet und derart angeordnet, daß sie in der gezeigten Weise mit den Stiften im Ventilgehäuseteil 17 zusammenwirken. Jede Ausnehmung der Anschläge 48 weist einen flachen Abschnitt 49 und einen tiefen Abschritt 50 auf. Wenn die tiefen Abschnitte 50 der Anschläge 48 in Eingriff mit den entsprechenden Anschlägen 47 sind, dann befindet sich der Handgriff 30 in seiner unteren Stellung, die in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Wenn der Handgriff 30 angehoben wird und um einen kleinen Winkel verdreht wird, dann kommen die weniger tiefen Abstände 49 mit den Anschlägen 47 in Eingriff, und der Handgriff befindet sich in seiner oberen Stellung, wie aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich. Durch Bewegen des Handgriffs 30 nach oben wird die Hülse 21 ebenfalls nach

oben bewegt. Wenn jedoch die Hülse 21 und der Steuerkolben 14 nicht miteinander verriegelt sind, wird keine Bewegung des Handgriffs auf das Verschlußstück übertragen, so daß das Ventil unter der Einwirkung der Feder 29 geschlossen bleibt.

Zur Verbindung der Hülse 21 mit dem Steuerkolbcn 14 ist ein Kugeigesperre vorgesehen. Dieses weist einen ringförmigen RUcksprung 35 in der Innenwand der Hülse 21 auf, wobei üich an dem dem Verschlußstück 13 zugewandten Ende des Rück· Sprungs 35 eine geneigte Schulter 36 anschließt. Der Stuerkolben 14 weist eine Querbohrung 37 auf, die so angeordnet ist, daß sie. wenn das Ventil geschlossen und der Handgriff in seiner unteren Stellung ist, mit dem RUcksprung 35 fluchtet. In der Querbohrung 37 befinden sich frei bewegliche Kugeln 38. deren Durchmesser nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser der Querbohrung 37, aber größer ist als die Tiefe des Rücksprungs 35. Zweckmäßigerweise weist der Steuerkolben 14 eine einzige radiale Querbohrung auf, wobei sich an jedem Ende der Querbohrung eine Kugel 38 befindet.

Der Steuerkolben 14 weist eine innere Bohrung

42 auf, in der ein Sperrkonus 39 axial gleitbar angeordnet ist, der in der Mitte einen Teil mit einem kleinen Durchmesser, unter diesem einen keilartig gestatteten Abschnitt 40 und an jedem Ende einen mit vergrößertem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 41 aufweist. Die Anschnitte 41 dienen der Führung des Sperrkonus 39 innerhalb der Bohrung 42. Diese Summe der Durchmesser des keilartigen Abschnitts 40 und der Kugein 35 isi griiScr als der Durchmesser der Bohrung 16. Ist das Ventil geschlossen und der Magnet stromlos, dann befinden sich die Kugeln 38 innerhalb des Außenmantels des Steuerkolbens 14. Wird jedoch der Sperrkonus 39 aufwärts bewegt, dann drückt dieser die Kugeln 38 entlang der Bohrung 37 in den Rücksprung 35. Eine zwischen dem Boden der Bohrung 42 und dem unteren Ende des Sperrkonus angeordnete Verriegelungsfeder 43 spannt den Sperrkonus ständig in eine solche Richtung, in der die Kugeln 38 radial nach außen gedruckt werden. Eine zwischen dem Stöpsel 25 und dem oberen Ende des Ankers 26 angeordnete Entriegclungsfeder 44 ist stärker als die Verriegelungsfeder

43 und spannt den Anker dauernd nach unten vor. Die Arbeitsweise des Ventils ist folgende: Wenn

die Magnetspule 24 stromlos ist und deT Handgriff 30 sich in seiner unteren Stellung berindet, dann ist das Ventil geschlossen. In diesem Zustand drückt die Entriegelungsfeder 44 den Anker 26 nach unten, wobei dieser defl Spefrkönüs gegen die Kraft der Verfieg^TuHgsfetfer 43 McIi raten drüc&t infolgedessen werden die Kugeln 38 nicht in den Rücksprung 35 gedrückt, tmd der Steuerkotben 14 kann innerhalb der Hülse 21 frei gleiten. Solange die Magnetspule stromlos bleibt, wird keine Verschiebung des Handgriffs 30 und der Hülse 21 nach oben auf den Steuer kolben 14 übertragen. Das Ventil kann also nicht geöffnet werden (F i g. 1).

Wird die Magnetspule 24 erregt, so bewegt sich der Anker 26 nach oben gegen den Stöpsel 25, wobei S die Entriegclungsfeder 44 zusammengedrückt wird und wirkungslos ist. Die Verriegelungsfeder 43 kann dann den Sperrkonus 39 nach oben schieben, wobei die Kugeln 38 radial nach außen in den Rücksprung

35 treten. In dieser Stellung der Teife zueinander to stellen die Kugeln 38 eine Wirkverbindung, zwischen der Hülse 21 und dem Steuerkolben 14 dar (F i g. 2).

Wird nun in dieser Verriegelungsstellung der Handgriff 30 nach oben geschoben, dann nimmt die Hülse 21 den Steuerkolben 14 mit, so daß das Ventil

geöffnet wird. Wird dann der Handgriff 30 in der hochgeschobenen Stellung um einen kleinen Winkel verdreht, dann bleibt der Handgriff auch nach Loslassen in setner hochgehobenen Stellung, da die Anschläge 47 gegen den flachen Abschnitt 49 liegen.

ίο Das Ventil bleibt also so lange offen, wie die Magnetspule 24 erregt ist. Wird in dieser Stellung (F i g. 3) die Magnetspule 24 entregt, dann drückt die Entriegelungsfeder 44 den Anker 26 nach unten, so daß der Vorsprung 27 den Sperrkonus gegen die

Kraft der Verriegclungsfeder 43 nach unten verschiebt. Die Kugeln 38 sind dann nicht mehr in den Vorsprung 35 gedrückt und können über die Schulter

36 nach innen rollen. Die Verriegelung zwischen Steuerkolben 14 und Hülse 21 ist damit aufgehoben.

und die Feder 29 schließt das Ventil. In dieser Stellung der Teile ist der Rückspmng 35 nicht fluchtend zu der Querbchrung 3? (F: g. 4).

Würde nunmehr der Elektromagnet wieder erregt, dann kann der Sperrkonus die Kugeln 38 nicht in

den RUcksprung schieben. Daher ist es notwendig, daß der Handgriff 30 wieder in seine untere Stellung zurückgebracht wird, damit die Kugeln 38 in den RUcksprung 35 rollen können, bevor das Ventil wieder geöffnet werden kann (Pig. I).

Gegebenenfalls kann das Ventil auch derart abgewandelt werden, daß es nur bei entregtem Magneten geöffnet und offengehalten werden kann. Zu diesem Zweck wird die Feder 43 fortgelassen und der Sperrkonus um 180' verdreht eingebaut, so daß sich der

keilartige Abschnitt 40 oberhalb der Kugel 38 befindet. Damit wird dann die Feder 44 die Verrieglungsfeder und spannt, wenn der Elektromagnet entregt ist, den Sperrkonus vor. Am unteren Ende des Ankers 26 ist ein nicht dargestellter Zapfen vo'iesehen.

der axial in eine Bohrung des Sperrkonus gleiten kann. Dieser Zapfen hat an seinem unteren Ende eine Querschnittsvergrößerling, Wird in diesem Falle der Elektroffiäpet erregt «öd der Anker gegen die Feder 44 nach oben bewegt, dann nimmt die Quer-

SS schnlttsvergrößening des Zapfens den Sperrkonus mit nach oben, so daß die Kugeln 38 nach innen rollen können, wodurch eine Entriegelung zwischen Steuerkolben 14 und Hübe 21 erfolgt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrisch gesteuertes, handbetätigtes Ventil, dessen Verschlußstück federnd in Schließstellung vorgespannt und mittels eines Handgriffs vom Ventilsitz abhebbar ist, mit einem die Wirksamkeit des Handgriffs unterbrechenden Steuerteil, der einen Steuerkolben, eine diesen umgebende Hülse und ein Kugeigesperre aufweist, wobei die Kugeln des Gesperres mittels eines federbelasteten Sperrkonus in Sperrstellung vorgespannt sind und der Sperrkonus durch einen Elektromagneten verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (14) gleichachsig zum Verschlußstück (13) angeordnet und direkt mit diesem verbunden ist, daß die Hülse (21) in Bewegungsrichtung des Verschlußstücks (13) verschiebbar ist und daß der Handgriff (30) mit der Hülse in Wirkverbindung sieht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (30) ein das Ventilgehäuse (17) umgebender und ar·¹' darauf gleitend gelagerter Ring ist und daß zur Übertragung der Bewegung des Handgriffs (30) auf die Hülse (21) ein Zapfen (31) dient, welcher sich durch die Wand des Ventilgehäuses (17) hindurch erstreck*.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Anschläge (47) am Ventilgehäuse (17) und dazu passeⁿde Anschläge (48) am Handgriff (30), wobei diese letzteren Anschläge (48) in zwei verschieder· Winkelstellungen des Handgriffs (30) bezüglich des Ventilgehäuses mit den Anschlägen (47) in Eingriff bringbar sind und die Hülse (21) in Abhängigkeit von der Stellung der Anschläge nahe an oder entfernt vom Ventilsitz (11) gehalten wird.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein federbelasteter Anker (26) des Elektromagneten (24) mit einem der Feder (44) abgewandten Vorsprung (27) mit der benachbarten Stirnfläche des Sperrkonus (39) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei der Sperrkonus (39) ohne Federvorspannung im Steuerkolben (14) eingebaut ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (11), das Ventilgehäuse (17), die Hülse (21), der Steuerkolben (14), der Sperrkonus (39), der Handgriff (30), der Elektromagnet (24), der Anker (26) und die Federn (29, 43, 44) gleichachsig zueinander angeordnet sind.