DE3321937A1

DE3321937A1 - Zwei-stellungs-fluidsteuerventil

Info

Publication number: DE3321937A1
Application number: DE19833321937
Authority: DE
Inventors: LeRoy B. 48872 Perry Mich. Johnson
Original assignee: Schmelzer Corp
Current assignee: Schmelzer Corp
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1984-01-05
Also published as: FR2528933B1; CA1195587A; FR2528933A1

Description

Beschreibung Zwei-Stellungs-Fluidsteuerventil

Die Erfindung bezieht sich auf Fluid-Steuerventile und insbesondere auf ein Zwei-Stellungs-Ventil.

Es besteht ein Bedarf an einfachen, wirtschaftlichen Zwei-Stellungs-Ventilen vom Gleittyp. Derzeitige Ventile, und zwar sogar solche für den Betrieb bei niederem Druck, umfassen eine Vielzahl von Einzelteilen, wodurch die betreffenden Ventile kompliziert, teuer herzustellen und zu warten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Zwei-Stellungs-Ventil bereitzustellen, welches eine minimale Anzahl von Einzelteilen umfaßt.

Darüber hinaus soll ein Zwei-Stellungs-Ventil bereitgestellt werden, welches in einer ausgewählten Position seiner beiden möglichen Stellungen festgehalten wird.

Darüber hinaus soll ein Zwei-Stellungs-Ventil bereitgestellt werden, bei dem der Durchströmungskanal zwischen ausgewählten Einlaß- und Steueranschlüssen durch ein einfaches, gewöhnlich verfügbares Abdichtungselement erzielt wird.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die Bereitstellung eines Zwei-Stellungs-Ventils mit einem Körper, der eine Plan-Steuerfläche aufweist, mit der ein Abgabe- oder Einlaßanschluß sowie Steueranschlüsse in Verbindung stehen. Ein Gleitteil wird von

dem Körperteil so getragen, daß es eine Bewegung relativ zu der Plan-Fläche zwischen einer ausgewählten Stellung der beiden Stellungen auszuführen vermag_o Das Gleitteil umfaßt ein Dichtungselement, welches auf dem Gleit= teil zur Bewegung mit diesem Teil angebracht ist und zur gleitenden Anlage an der Steuerfläche₉ um eine Steuerkammer jeweils dann zu bilden₉ wenn sich das Ventil in einer seiner beiden ausgewählten Stellungen befindete Das Gleitteil ist durch einen manuell betätigten Handgriff derart bewegbar, daß es in eine

der beiden ausgewählten Stellungen eingestellt wird» ^- In einer d©r betreffenden Stellungen befindet sich der Zuführanschluß in Verbindung mit einem Steueranschluß, und in einer zweiten Stellung des Gleitteiles befindet sich der Zuführanschluß mit dem anderen Steueranschluß in Verbindungο

Der Handgriff und das Gleitteil sind so angeordnet, daß eine Feder kontinuierlich das Gleitteil in Dich·= tungs- und Gleitkontakt an der Steuerfläche vorspannt₉ wenn das betreffende Gleitteil sich in einer seiner beiden ausgewählten Stellungen befindete Die Feder wirkt ferner so_s daß eine Endlagen~Wirkung vorhanden ist, die das Ventil in einer seiner beiden ausgewählten Stellungen hält» Um sicherzustellen, daß das betreffende Ventil nicht zufällig aus seiner ausgewählten Stellung heraus bewegt wird, ist der Handgriff mit einer Arretierungs- bzw» Sperranordnung versehen,, welche den betreffenden Handgriff lösbar in einer seiner beiden Steuerstellungen hälto

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert,,

Figo 1 zeigt in einer Schnittansicht ein die Erfindung verkörperndes Zwei-Stellungs-Ventile

Fig. 2 zeigt in einer Perspektivansicht das in Fig.1 dargestellte Ventil.

Fig.■3 zeigt eine Schnittansicht längs der in Fig. 1 eingetragenen Linie 3-3.
Fig. 4 zeigt in einer ähnlichen Schnittansicht wie Fig. 3 einen anderen Betriebszustand.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht längs der in Fig. 3 eingetragenen Linie 5-5.

Das die Erfindung verkörpernde Zwei-Stellungs-Ventil ist mit 10 bezeichnet; es ist insbesondere geeignet für die Steuerung einer Fluidströmung von einer Quelle 12 durch einen Einlaß-Anschluß 13 zu einem ausgewählten Steueranschluß von Steueranschlüssen 14 und 16, die im dargestellten Falle als Anschlüsse dargestellt sind, welche durch Fluidleitungen mit gegenüberliegenden Enden des Zwei-Wege-Linearbetätigungsgliedes 18 verbunden sind.

Das Ventil 10 enthält einen Körperteil 20, der ein Gleit- bzw. Schieberteil 22 trägt, welches von einer Stellung in eine andere Stellung mittels eines manuell betätigten Handgriffs 24 bewegbar ist. Das Körperteil umfaßt eine offene Ausnehmung 26, welche das Schieberteil' 22 während dessen Bewegung aufnimmt und führt.

Die Ausnehmung 26 weist eine generell rechteckförmige Bodenwand auf, die eine Plan-Steuerfläche 28 bildet. Der Abgabe- bzw. Austritts-Anschluß 13 und die Steueranschlüsse 14 und 16 sind zu der Plan-Steuerfläche 28 hin offen.

Nunmehr sei auf Fig. 1 Bezug genommen, gemäß der das Schieberteil 22 als generell becherförmiges Teil dargestellt ist, welches eine Bodenfläche 30 aufweist, die mit einem rechteckförmigen Durchlaßring 32 versehen ist, der an der Unterseite des Schieberteils 22 mit diesem zusammenhängend gebildet ist. Der betreffende

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Durdüaßrjng 32 dient als Träger für den Innenumfang einer Dichtung 34. Die Dichtung 34 liegt vor in Form eines kreisförmigen O-Ringes; sie wird über den Außenumfang des rechteckförmigen Durchlaßrings ^ gespannt. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet sich die Dichtung 34 an der Steuerfläche 28 in Anlage und begrenzt eine bewegbare Steuerkammer 36, die zwischen der Unterseite des Schieberteiles 22 und der Plan-Steuerfläche 28 gebildet ist. In der in Fig. 3 dargestellten Position ist die Steuerkammer 36 so angeordnet, daß der Austritts-Anschluß 13 und der Steueranschluß miteinander durch die Steuerkammer 36 in Verbindung stehen. Gemäß Fig. 4 verbindet die Steuerkammer 36 den anderen Steueranschluß mit dem Austritts-Anschluß 13.

Das Schieberteil 22 ist mit einem Rohransatz 40 versehen, der mit dem betreffenden Schieberteil 22 zusammenhängend gebildet ist, um einen Vorsprung 42 am Ende des Handgriffs 25 aufzunehmen. Der Handgriff ist zur Ausführung einer Schwenkbewegung um einen Zapfen 44 gelagert bzw. von diesem getragen, wobei die gegenüberliegenden Enden des betreffenden Zapfens von einem Ohr 46 und einer in dem Körperteil 20 gebildeten gegenüberliegenden Wand 48 getragen sind. Der Zapfen 44 trägt außerdem zwei Ringe 50 auf gegenüberliegenden Seiten des Handgriffs 24, um diesen in der Mitte zwischen dem Ohr 46 und der Wand 48 zu halten. Der Handgriff 24 ist mit gegenüberliegenden Flächen versehen, die einen Sitz für das eine Ende einer Druckfeder 54 bilden, deren anderes Ende in dem im wesentlichen becherförmigen Schieberteil 22 um den Rohransatz 40 herum aufgenommen ist. Die Feder 54 wirkt zwischen dem Sitz 52 und dem Schieberteil 22, um dieses und die Dichtung 34 gegen die Steuerfläche 28 zu drücken.

':. \ 3321937 -δι Das Körperteil 20 und das Schieberteil 22 sind mit einer komplementären Nockeneinrichtung in Form von Nockenteilen 56 an dem Körperteil 20 und von Nockenteilen 58 an dem Schieberteil 22 versehen. Die Nockenteile 56 ragen über die Steuerfläche 28 an den gegenüberliegenden längs verlaufenden Wänden 60 der Ausnehmung 26 hinaus, wie dies aus Fig. 3 und 4 hervorgeht. Die Nockenteile 48 sind am Boden des Schieberteiles 22 auf gegenüberliegenden Seiten nahe der Wand 60 des Körperteiles 20 gebildet.

In der Ausgangsposition des Ventils 10, wie sie aus Fig. 1 und 3 hervorgeht, befindet sich das Schieberteil 22 in einer ersten Stellung auf der linken Seite, wobei"die Nockenteile 56 und 58 nahe beieinander sind. Auf eine Bewegung des Handgriffs 24 hin um den Schwenkzapfen 44 im Gegenuhrzeigersinn bei Betrachtung der Anordnung gemäß Fig. 1 bewegt sich das Schieberteil nach rechts, und die Nockenteile 56 und 58 liegen aneinander an. Dadurch wird das Schieberteil 22 veranlaßt, sich nach oben entgegen der Vorspannungswirkung der Feder 54 zu bewegen, bis der Nockenteil 58 von der linken Seite zur rechten Seite des Nockenteiles sich bewegt, so daß das Schieberteil 22 eine zweite Stellung einnimmt, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist. in der ersten, in Fig. 3 gezeigten Stellung sind der Austritts-Anschluß 13 und der Steueranschluß 14 miteinander in Verbindung. Während der Bewegung des Schieberteiles 22 zwischen dessen erster Stellung und dessen zweiter Stellung - wie dies in Fig. 3 bzw. veranschaulicht ist - bewegt sich das Schieberteil aufgrund der Wirkung der komplementären Nockenteile und 58 nach oben und bleibt parallel zu der Steuerfläche 28, bis es seine zweite Stellung erreicht.

Sowohl das Körperteil 20 als auch das Schieberteil können aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff

bestehen, welches beispielsweise zwei Drittel Nylon und ein Drittel Glasfasern volumenmäßig umfaßt. Das Körperteil 20 kann mit Flanschen 62 versehen sein, die Bolzen-Aufnahmeöffnungen 64 aufweisen, um Befestigungsbolzen aufzunehmen, welche das Körperteil 20 in der Gebrauchsstellung befestigen* -

Um die Arbeitsweise des Ventils 10 zu erläutern, kann angenommen werden, daß es in einem Motorfahrzeug installiert wird und daß die Druckfluidquelle 10 in Form eines Unterdrucks vorliegt, der in der "Einlaßleitung einer das Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine erhalten wird. Unter der Annahme, daß das Ventil 10 zunächst in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung eingestellt ist, wird der Unterdruck kontinuierlich für das Linear-Betätigungsglied 18 verfügbar sein. Der Weg eines derartigen Druckfluids bzw» Fluiddrucks verläuft von der Quelle 10 durch den"Austritts-Anschluß 13 zu der Steuerkammer 36 hin sowie zu dem ersten Steueranschluß 14 hin, der durch eine Leitung 66 in Form eines Rohres oder dgl. mit dem rechten Ende des Linear-Betätigungsgliedes 18 verbunden sein mag. Das linke Ende des Linear-Betätigungsgliedes 18 wird mit der Atmosphäre über eine weitere Leitung 68 in Verbindung stehen, die zwischen dem Linear-Betätigungsglied 18 und dem zweiten Steueranschluß 16 verbunden ist, der zu der Ausnehmung 26 und zu der Atmosphäre hin offen ist. Demgemäß wird die auf den. Kolben 70 einwirkende Druckdifferenz der auf die linke Seite wirkende Atmosphärendruck und der auf die rechte Seite wirkende Unterdruck sein, was dazu führt, daß der Kolben 70 eine Stellung am rechten Ende des Linear-Betätigungsgliedes 18 einnimmt. Wenn es erwünscht ist, die Stange 72 des Linear-Betätigungsgliedes 18 durch Bewegung des Kolbens 70 zum linken Ende des Zylinders hin zurückzuziehen, dann wird der Handgriff 24 bei Betrachtung der Anordnung gemäß Fig.1

-ιοί im Gegenuhrzeigersinn bewegt, so daß das Schieberteil 22 sich aufgrund der Wirkung der komplementären Nockenteile 56 und 58 nach oben bewegt, wodurch das Schieberteil zu dem anderen Ende der Ausnehmung 26 hin gelangt und wieder die Dichtung 34 mit der Steuerfläche 28 in Anlage bringt. Dies führt dazu, daß der Austritts-Anschluß 13 und der zweite Steueranschluß miteinander in Verbindung stehen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Demgemäß steht die Unterdruckquelle durch den Austritts-Anschluß 13, die Steuerkammer 36 und den Steueranschluß 16 sowie die Leitung 68 mit dem rechten Ende des Linear-Betätigungsgliedes 18 in Verbindung. Zugleich befindet sich der Steueranschluß 14 mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß die innerhalb des Linear-Betätigungsgliedes 18 hervorgerufene Druckdifferenz den Kolben 70 veranlaßt, sich nach links zu bewegen, um die Kolbenstange 72 auszufahren. Auf die Zurückführung des Handgriffs 24 in die entgegengesetzte; Richtung bewegt sich der Kolben 70 in die entgegengesetzte Richtung oder nach rechts.

Die Arbeitsweise des betreffenden Ventils ist so, daß die Feder 54 fortwährend das Schieberteil 22 nach unten drückt, wodurch das Ventil 10 eine Endlagen-Charakteristik hat, was bedeutet, daß das betreffende Ventil" stets in der einen oder der anderen Stellung seiner' beiden möglichen Stellungen sich befindet und in dieser Stellung solange bleibt, bis es selektiv und manuell in die andere seiner beiden Stellungen bewegt- wird.

Sofern' erwünscht und um sicherzustellen, daß das Ventil 10 in der ausgewählten Stellung seiner beiden Stellungen bleibt, ist ein Zapfen 54 so angeordnet, daß er^: quer zu dem Handgriff 24 verläuft. Der Zapfen wirkt auf einen Schieber-Sperrzapfen 75 ein. Der Sperrzapfen 15 weist einen unteren Teil 76 auf, welcher

für eine Gleitbewegung in vertikaler Richtung relativ zu dem Körperteil getragen ist, wie dies in ,Figo 1 veranschaulicht ist. Der Sperrzapfen 75 weist außerdem einen abgesetzten Teil 77 sowie einen Handgriffteil 78 auf. Der Handgriffteil 78 wirkt mit ;dem Zapfen 54 zusammen, um eine Bewegung des Handgriffs 24 zu verhindern, wenn das Ventil 24 sich in einer seiner beiden ausgewählten Positionen befindet. Wenn es erwünscht ist, den Handgriff 24 in die andere ^Stellung seiner ausgewählten Stellungen zu bewegen, wird der Speir-Verriegelungszapfen 75 nach oben gezogen, so daß der Handgriff 24 geschwenkt werden kann, wobei der Zapfen 74 unter dem abgesetzten Teil 77 vorbeiläuft. Nachdem das Ventil 10 in seine neu ausgewählte Betriebsstellung ■ gebracht ist, kann der Sperrzapfen 75 wieder losgelassen werden, so daß das Handgriffteil 78 wieder mit dem Zapfen 74 zusammenwirkt, um ein Schwenken des Handgriffs 24 zu verhindern. *

Es ist ein Zwei-Stellungs-Steuerventil bereitgestellt,bei dem ein Körperteil und ein Schieberteil miteinander zusammenwirken, um eine Steuerkammer zu bilden, die im-

stände ist, ausgewählte Anschlüsse aus einer Vielzahl von Anschlüssen miteinander in Verbindung zu bringen» Die Steuerkammer ist teilweise durch einen O-Ring gebildet, der über einen Tragteil an dem Schieberglied gespannt ist. Das Schieberteil ist aus einer ausgewählten Stellung in eine andere ausgewählte!stellung entgegen der Vorspannungswirkung der Feder Tpewegbar, die dazu dient, das Ventil in seiner ausgewählten Stellung zu halten. :

Der Patentanwalt

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Zwei-Stellungs-Fluidsteuerventil, ; dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper (20) mit einer Plan-Steuerfläche vorgesehen ist,

daß ein Schieberteil (22) vorgesehen ist, welches von dem Körperteil (20) für eine Relativbewegung zu der betreffenden Plan-Fläche zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung getragen ist, daß ein Dichtungselement (34) an dem Schieberteil (22) angebracht ist und sich in Gleit- und Dichtungsanlage an der betreffenden Plan-Steuerfläche befindet, ;

daß das Dichtungselement (34) einen endlosen Rand einer Steuerkammer (36) bildet, die zwischen der Plan-Fläche und dem betreffenden Schieberteil (22) gebildet ist,
daß erste, zweite und dritte Anschlüsse (13,14,16) vorgesehen sind, die zu der betreffenden Plan-Fläche hin offen sind,

daß der erste Anschluß (13) und der zweite-Anschluß (14) durch die Steuerkammer (36) in dem Fall miteinander in Verbindung stehen, daß das Schieber-

teil (22) sich in der ersten Stellung befindet, und daß der erste Anschluß (13) und der zweite Anschluß (16) durch die betreffende Steuerkammer (36) in dem Fall miteinander verbunden sind, daß das Schieberteil (22) sich in der zweiten Stellung befindet.
2. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Einrichtung (54) vorgesehen ist, welche die Dichtung (34) in Dichtungsanlage an der Plan-Steuerfläche drückt.
3. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Nockeneinrichtung (56,58) dem Schieberteil (22) und der Plan-Fläche (28) zugehörig ist und derart miteinander in Anlage bringbar ist, daß das betreffende Schieberteil (22) außer Anlage mit der betreffenden Plan-Fläche in dem Fall gelangt, daß eine Bewegung des betreffenden Schieberteiles (22) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung erfolgt.
4. Ventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Einrichtung (54) einer Bewegung des Schieberteiles (22) außer Anlage mit der betreffenden Plan-Fläche (28) einen Widerstand entgegensetzt.
5. Ventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebel (24) vorgesehen ist, der in Abstandsbeziehung zu der Plan-Fläche (28) schwenkbar gelagert ist und der mit einem Ende in einem Rohransatz (40) angeordnet ist, welcher in dem Schieberteil (22) gebildet ist, derart, daß eine Bewegung des Schieberteiles (22) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung

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auf eine Bewegung des betreffenden Hebels (24) um eine Lagerstelle (74) herum erfolgt.
6. Ventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet daß eine Feder (54) vorgesehen ist, die mit liegenden Enden an dem Hebel (24) bzw. an dem teil (22) derart anliegt, daß das betreffende berteil (22) zu der Plan-Fläche (28) hin während Bewegung zwischen der ersten Stellung und der Stellung gedrückt ist.

gegenüber-Schieber-Schieder zweiten
7. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet daß das Dichtungselement (34) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß ein Dichtungsbereich mit der betreffenden Plan-Fläche gebildet ist, der bzw. die tangential zu dem kreisförmigen Querschnitt verläuft«,
8. Ventil nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet:, daß das Schieberteil (22) einen geradlinigen Sitzteil aufweist, daß das Dichtungsteil (34) ein kreisförmiger O-Ring in seinem geformten Zustand ist und daß dieser O-Ring auf dem Umfang des rechteckförmigen Sitzes im zusammengebauten Zustand an dem Schieberteil (22)

sitzt. :
9. Ventil nach Anspruch 5» :

dadurch gekennzeichnet;, daß eine Einrichtung (75_S78) vorgesehen ist,, die selektiv zwischen einer Stellung, in der sie an dem Handgriff (24) anliegt und dessen Bewegung aus der ausgewählten Stellung verhindert, und einer Stellung bewegbar ist, in der eine Bewegung zwischen den ausgev/ählten Stellungen ermöglicht ist.