DE4244080A1 - Spring loaded fluid flow switching device - uses return mechanism comprising two pressure elements having axially overlapping sections. - Google Patents
Spring loaded fluid flow switching device - uses return mechanism comprising two pressure elements having axially overlapping sections.Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
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- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
- F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, mit einem in
einem Gehäuse zwischen Schaltstellungen hin und her beweg
baren Schaltglied, und mit einer zwischen einer Betätigungs
partie des Schaltgliedes und einer gehäusefesten Abstütz
partie angeordneten Rückstelleinrichtung für das Schaltglied,
die zwei axial relativ zueinander bewegbare und mittels einer
zwischengefügten Federanordnung axial in Richtung vonein
ander weg vorgespannte Drückelemente aufweist, wovon eines
gegen die Betätigungspartie und das andere gegen die Abstütz
partie arbeitet.
Als bekannteste Vertreter dieser Gattung sind Mehrwegeventile
bekannt, die zur Steuerung von Fluidströmen dienen. In ihrem
Falle ist das Schaltglied vom Ventilschieber gebildet, der dem
Fluid je nach Schaltstellung verschiedene Strömungswege vor
gibt. Die Rückstelleinrichtung sorgt dafür, daß das Schalt
glied im unbetätigten Zustand in einer bestimmten Stellung
gehalten wird, in die es nach einer beliebig verursachten Aus
lenkung kraft Einflusses der Federanordnung zurückgestellt wird.
Eine entsprechende Schaltvorrichtung geht beispielsweise aus
der DE 40 11 908 A1 hervor. Ihre Rückstelleinrichtung um
faßt zwei tellerförmige Drückelemente, die von einer Schrauben
feder auseinandergedrückt werden. Da die Drückelemente mit
samt der Schraubenfeder unmittelbar auf dem Schaltglied
sitzen, muß die Montage bei in das Gehäuse eingeführtem
Schaltglied erfolgen, was für die Handhabung ungünstig ist.
Vor allem bei Federanordnungen mit hoher Rückstellkraft ist
der Montageaufwand nicht zu unterschätzen. Desweiteren er
fordert die bekannte Rückstelleinrichtung eine spezielle
Bauform des Schaltgliedes, da sie unmittelbar auf diesem zu
montieren ist, was einer universellen Verwendung entgegen
steht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
deren Rückstelleinrichtung bei einfachem Aufbau leicht und
gefahrlos zu montieren und universell, ohne Rücksicht auf die
Schaltglied-Bauform, einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Drückelemente ein
ander axial überlappende Verbindungsabschnitte aufweisen, an
denen einander hintergreifende Radialvorsprünge vorgesehen
sind, vermittels derer die Drückelemente lösbar ineinander
eingehängt sind und die zugleich einen eine Ausgangsstellung
vorgebenden Begrenzungsanschlag für die voneinander weg
gerichtete Auswärtsbewegung der Drückelemente bilden, und daß
die Radialvorsprünge mindestens eines Verbindungsabschnittes
zwischen der Hintergreifposition und einer das Ein- und Aus
hängen der Drückelemente ermöglichenden Freigabeposition ver
lagerbar sind.
Auf diese Weise stellt die Rückstelleinrichtung eine eigene
unabhängige Baugruppe dar, die abseits vom Gehäuse der Schalt
vorrichtung vormontiert und bei Bedarf in das Vorrichtungs
gehäuse lediglich einzulegen ist. Im vormontierten Zustand
werden die beiden Drückelemente von der Federanordnung in
eine Ausgangsstellung gezwungen, die durch das Zusammen
wirken der einander hintergreifenden Radialvorsprünge fest
vorgegeben ist. Die Radialvorsprünge bilden einen Begrenzungs
anschlag, der die Ausgangsstellung exakt definiert. Das In
einandereinhängen der beiden Drückelemente geht in Folge
der bewegbaren Radialvorsprünge problemlos vonstatten, wie
auch die Demontage entsprechend einfach möglich ist. Zum
Montieren wird zweckmäßigerweise die Federanordnung an das
eine der beiden Drückelemente angelegt, anschließend auf das
gewünschte Maß zusammengedrückt, und schließlich das zweite
Drückelement in das erste eingehängt, wonach die Federanord
nung ohne Gefahr losgelassen werden kann, da sie zwischen den
beiden Drückelementen gefangen ist. Eine besondere Ausgestal
tung des mit der Rückstelleinrichtung zusammenarbeitenden
Schaltgliedes ist nicht erforderlich, was universelle Ein
satzmöglichkeiten eröffnet. Vorteilhaft ist die Erfindung vor
allem im Zusammenhang mit zur Steuerung von Fluidströmen ver
wendeten Mehrwegventilen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Vorzugsweise sind die zwischen der Hintergreifposition und
der Freigabeposition verlagerbaren Radialvorsprünge am außen
überlappenden Verbindungsabschnitt des entsprechenden Drück
elementes vorgesehen, wobei zweckmäßigerweise die Federan
ordnung den Verbindungsabschnitt radial außen flankiert und
eine die Radialvorsprünge in der Hintergreifposition haltende
Sicherung bildet. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln
und ohne zusätzliche Sicherungselemente ausgeschlossen, daß
sich die Einhängeverbindung während des Betriebes versehent
licht löst. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang vor allem
die Verwendung einer Schrauben-Druckfeder als Federanordnung,
die den entsprechenden Verbindungsabschnitt koaxial mit mög
lichst geringem Spiel umschließt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das den
außen überlappenden Verbindungsabschnitt aufweisende Drückele
ment längsgeteilt und besteht somit aus mehreren Umfangsab
schnitten, die sich in Querrichtung einander gegenüber be
wegen lassen, wenn eine Verlagerung zwischen der Hinter
greifposition und der Freigabeposition erwünscht ist. In diesem
Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn der entsprechende Ver
bindungsabschnitt ring- oder hülsenförmig ausgebildet ist und
den innenliegenden Verbindungsabschnitt koaxial umgreift.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform das die bewegbaren
Radialvorsprünge aufweisende Drückelement in seinen einzelnen
Umfangsabschnitten völlig starr ausgebildet sein, was die Her
stellung vereinfacht. Eine bevorzugte Möglichkeit der Reali
sierung besteht darin, als Umfangsabschnitte einander gegen
über lose unverbundene separate Bauteile zu verwenden, die
sich einfach auf den innen überlappenden Verbindungsabschnitt
lose aufsetzen lassen. Die Fixierung findet hierbei zweck
mäßigerweise über die außen umschließende Federanordnung statt.
Bei einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, in Umfangs
richtung aneinander angrenzende Umfangsabschnitte über einen
scharnierartig wirkenden Verbindungsbereich einander gegen
über quer zur Längsrichtung des Drückelements verschwenkbar
miteinander zu verbinden. Bei dem Verbindungsbereich handelt
es sich hierbei zweckmäßigerweise um einen Biegebereich, der
von einem sogenannten Filmscharnier gebildet sein kann. Durch
auseinanderklappen bzw. zusammenklappen der beispielsweise
ringsegmentförmigen Umfangsabschnitte läßt sich hier problemlos die
Verlagerung zwischen der Freigabeposition und der Hintergreif
position erreichen.
Vorteilhaft ist ferner, wenn der zu dem das Schaltglied be
aufschlagenden Drückelement gehörende Verbindungsabschnitt
mit der gehäuseseitigen Abstützpartie einen Hubbegrenzungs
anschlag für die aufeinander zu gerichtete Einwärtsbewegung
der Drückelemente bildet. In diesem Falle ist die Hubbewegung
des Schaltgliedes bei beiden Bewegungsrichtungen zuverlässig
vorgegeben. Zusätzliche Endanschläge erübrigen sich.
Die Rückstelleinrichtung kann zweckmäßigerweise zugleich als fluid
ische Antriebseinrichtung eingesetzt werden. In diesem Falle bildet
das mit dem Schaltglied zusammenarbeitende Drückelement ein
in einem Arbeitsraum des Gehäuses axial hin und her verschieb
bares Betätigungselement, das auf seiner dem anderen Drückele
ment zugewandten Seite fluidbeaufschlagbar ist. Auf diese
Weise erübrigen sich separate Steuerkolben für die Auslösung
der Schaltgliedbewegung. Vor allem bei dieser Ausführungs
form ist es zweckmäßig, wenn beidseits des Schaltgliedes je
weils eine eigene Rückstelleinrichtung angeordnet ist. Das
Schaltglied läßt sich in diesem Falle in einer neutralen Mittel
stellung zwischen den beiden Rückstelleinrichtungen einspannen,
um hernach bei Druckbeaufschlagung eines der beiden Betätigungs
elemente in eine zweite oder dritte Schaltstellung verlagert
zu werden. Eine entsprechende Ausgestaltung empfiehlt sich vor
allem für Mehrwegeventile, wobei das Schaltglied vom Ventil
schieber des Ventils gebildet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich
nung näher erläutert.
In dieser zeigen:
Fig. 1 eine bevorzugte, als Mehrwegeventil ausgestaltete
Schaltvorrichtung in schematischer Darstellung,
teilweise längsgeschnitten, wobei die beiden vor
handenen Rückstelleinrichtungen strichpunktiert
angedeutet sind;
Fig. 2a, Fig. 2b eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1
gekennzeichneten Ausschnittes II, wobei die Rück
stelleinrichtung mehr im Detail gezeigt ist, und
wobei in jeweils hälftiger Darstellung die Fig.
2a eine Ausgangsstellung und die Fig. 2b eine
betätigte Stellung der Rückstelleinrichtung wieder
gibt,
Fig. 3 das an der Abstützpartie anliegende Drückelement
aus Fig. 2a und 2b in Vorderansicht mit
Blickrichtung gemäß Pfeil III,
Fig. 4 eine weitere Bauform des an der Abstützpartie an
liegenden Drückelements in einer der Fig. 3 ver
gleichbaren Darstellungsweise, wobei das Drück
element aus zwei scharnierartig miteinander ver
bundenen Umfangsabschnitten besteht, wobei in
durchgezogenen Linien eine aufklaffende Stellung
gezeigt und mit strichpunktierter Linie eine ge
schlossene Stellung angedeutet ist, und
Fig. 5 eine Vorderansicht gemäß Pfeil V aus Fig. 2a auf
das dort verwendete, gegen die Betätigungspartie
arbeitende Drückelement.
In Fig. 1 ist eine Schaltvorrichtung 1 gezeigt, bei der es
sich um ein Mehrwegeventil handelt. Sie verfügt über ein Ge
häuse 2 mit einer internen Aufnahme 3, in der ein beim Aus
führungsbeispiel von einem Ventilschieber gebildetes Schalt
glied 4 angeordnet ist. Das Schaltglied 4 läßt sich gemäß
Doppelpfeil 5 axial zwischen verschiedenen Schaltstellungen
bewegen. Gezeigt ist eine mittlere Neutralstellung. Möglich
sind beim Ausführungsbeispiel darüberhinaus zwei weitere
Schaltstellungen, bei denen das Schaltglied 4 zur einen oder
anderen Axialseite ausgelenkt ist.
In die vom Schaltglied 4 beherrschte Aufnahme 3 münden umfangs
seitig in an sich bekannter Weise mehrere Gehäusekanäle 6,
durch die ein Fluid, insbesondere Druckluft hindurchströmen
kann. Je nach Schaltstellung des Schaltgliedes 4 ergeben sich
unterschiedliche Strömungswege für das Fluid. Wie abgebildet,
kann das Gehäuse 2 auf einer strichpunktiert angedeuteten
Anschlußplatte 7 montiert sein, die mit den Gehäusekanälen 6
kommunizierende weiterführende und lediglich strichpunktiert
angedeutete Plattenkanäle 8 enthält.
Die beiden einander entgegengesetzten axialen Endbereiche des
Schaltgliedes 4 stellen jeweils eine Betätigungspartie 12 dar.
Über sie können axial gerichtete Verstellkräfte auf das Schalt
glied 4 ausgeübt werden.
Mindestens einer Betätigungspartie 12, beim Ausführungsbei
spiel jeder solchen Betätigungspartie 12, ist eine Rückstell
einrichtung 13 zugeordnet. Sie befindet sich innerhalb des Ge
häuses 2 und beim Ausführungsbeispiel in einem sich an die
Aufnahme 3 anschließenden Arbeitsraum 14. Eine jeweilige Rück
stelleinrichtung 13 dient dazu, ein in Richtung zu ihr ausge
lenktes Schaltglied 4 nach Wegnahme der entsprechenden Verstell
kraft in eine Grundstellung zurückzustellen, welche beim Aus
führungsbeispiel von der neutralen Mittelstellung gebildet ist.
Beim Ausführungsbeispiel bildet die Rückstelleinrichtung 13
darüber hinaus zugleich eine Betätigungseinrichtung, über die
dem Schaltglied 4 eine Verstellkraft auferlegt werden kann, um
es über die nach erfolgter Rückstellung eingenommene Grundstel
lung hinaus in eine weitere Schaltstellung umzuschalten. Die
entsprechende Ausgestaltung hat erhebliche Vorteile, da sich
separate Betätigungselemente wie Steuerkolben erübrigen. Gleich
wohl ergeben sich auch ohne diese Möglichkeit erheblich Vorzüge
im Vergleich zum Stand der Technik.
Einzelheiten der beim Ausführungsbeispiel vorgesehenen Rück
stelleinrichtung 13 gehen aus den Fig. 2a und 2b hervor.
In diesen ist der Endabschnitt des Gehäuses 2 vergrößert im
Längsschnitt dargestellt, wobei wegen der im wesentlichen
rotationssymmetrischen Ausgestaltung lediglich Bereiche auf
einer Seite der Längsachse 15 dargestellt sind.
Die Rückstelleinrichtung 13 ist axial zwischen der Betätigungs
partie 12 und einer dieser mit Abstand axial gegenüberliegenden
gehäusefesten Abstützpartie 16 angeordnet. Letztere ist beim
Ausführungsbeispiel von der den Arbeitsraum 14 begrenzenden Ge
häusewand 17 gebildet, und zwar zweckmäßigerweise von einem
Wandabschnitt, der sich an einem lösbar angebrachten, den Ar
beitsraum 14 stirnseitig verschließenden Gehäusedeckel 18 be
findet.
Die Rückstelleinrichtung 13 enthält zwei Drückelemente 22, 23.
Das erste Drückelement 22 liegt stirnseitig an der Betätigungs
partie 12 an. Das zweite Drückelement 23 arbeitet gegen die
Abstützpartie 16. Zwischen beiden Drückelementen 22, 23 er
streckt sich eine Federanordnung 24, die beide Drückelemente
22, 23 axial (15) in Richtung voneinander weg beaufschlagt und
auseinanderzudrücken versucht. Bei der Federanordnung 24 handelt
es sich um eine Druckfederanordnung, die beim Ausführungsbei
spiel von einer insbesondere zylindrischen Schraubenfeder ge
bildet ist.
Beide Drückelemente 22, 23 weisen an den einander zugewandten
Axialseiten 25, 26 axial vorspringende Verbindungsabschnitte 27, 28
auf, die sich in einem Überlappungsbereich 29 axial über
lappen. Da beide Drückelemente 22, 23 axial relativ zuein
ander verschiebbar sind, hängt die axiale Erstreckung des
Überlappungsbereiches von der jeweiligen Relativposition ab.
Ersichtlich wird dies aus einem Vergleich der Fig. 2a und
2b. An den Verbindungsabschnitten 27, 28 sind einander axial hinter
greifende Radialvorsprünge 30, 31 vorgesehen, so daß die Drück
elemente 22, 23 praktisch ineinander eingehängt sind. Die Radial
vorsprünge 30, 31 bilden dabei einen Begrenzungsanschlag, der
eine Ausgangsstellung vorgibt, in der die Drückelemente 22, 23
weitestmöglich axial auseinandergedrückt sind. Die Radialvor
sprünge 30, 31 gewährleisten also den axialen Zusammenhalt, sie
werden von der Kraft der Federanordnung 24 in die in Fig. 2a
dargestellte Anschlagstellung axial aneinandergedrückt.
Ersichtlich stellen somit die beiden Drückelemente 22, 23 und
die Federanordnung 24 eine einheitlich handhabbare Baugruppe
dar, die sich ohne weiteres in das Gehäuse 2 einlegen oder aus
diesem entnehmen läßt, ohne daß Manipulationen an ihr vorzu
nehmen wären. Die Montage bzw. Demontage der Rückstelleinrich
tung 13 in bzw. von der Schaltvorrichtung 1 ist also sehr ein
fach.
Um die genannte Baugruppe zusammenzubauen oder bei Bedarf zer
legen zu können, sind die Radialvorsprünge 31 mindestens
eines Verbindungsabschnittes 28 eines Drückelementes zwischen
der aus Fig. 2a und 2b ersichtlichen Hintergreifposition
und einer das Ein- und Aushängen der Drückelemente 22, 23 er
möglichenden Freigabestellung verlagerbar. Diese verlager
baren Radialvorsprünge 31 befinden sich beim Ausführungsbei
spiel an dem in Richtung zur Abstützpartie 16 gedrückten zweiten
Drückelement 23, dessen Verbindungsabschnitt 28 den Verbin
dungsabschnitt 27 des ersten Drückelementes 22 radial außen über
greift. Die Verlagerungsmöglichkeit ist bevorzugt dadurch ge
währleistet, daß das entsprechende Drückelement 23 längsge
teilt ist, was man im einzelnen auch aus Fig. 3 ersehen kann.
Das längsgeteilte zweite Drückelement 23 hat beim Ausführungs
beispiel insgesamt eine ringförmige Gestalt und ist koaxial zur
Längsachse 15 angeordnet. Sein hülsenförmiger Verbindungsab
schnitt 28 mit insbesondere kreisförmiger Innen- und Außen
kontur trägt an der dem ersten Drückelement 22 zugewandten
Stirnseite die Radialvorsprünge 31, welche radial nach innen
ragen. Mit der entgegengesetzten Stirnseite liegt das Drück
element 23 an der insbesondere ebenen, rechtwinkelig zur Längs
achse 15 verlaufenden Abstützpartie 16 an. Das Drückelement 23
verfügt an der entsprechenden Stirnseite über eine sich an den
Verbindungsabschnitt 28 anschließende und radial nach außen vor
springende Anlagepartie 34.
Insgesamt ähnelt somit das Drückelement 23 einem topfförmigen
Gebilde, mit einer Durchbrechung 35 im Boden und einem um
laufenden Außenrand im Bereich der Oberseite.
Durch die Längsteilung ist das Drückelement 23 in mehrere
ringsegmentartige Umfangsabschnitte aufgeteilt, zwischen denen
sich Längstrennstellen 37 erstrecken. Beim Ausführungsbeispiel
liegen sich zwei Längstrennstellen 37 diametral gegenüber, so
daß das Drückelement 23 aus zwei Umfangsabschnitten 36 besteht,
die sich jeweils über einen Bogen von etwa 180 Grad erstrecken.
Es handelt sich beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2a, 2b
und 3 um separate Bauteile, die einander gegenüber lose und un
verbunden sind. An jedem Umfangsabschnitt 36 ist mindestens
ein Radialvorsprung 31 vorgesehen, der sich zweckmäßigerweise
ebenfalls bogenförmig erstreckt. Sieht man von der Längstrenn
stelle 37 ab, so ergeben die Radialvorsprünge 31 zusammen
zweckmäßigerweise einen koaxial zur Längsachse 15 angeordneten
Ringvorsprung. Gleiches gilt zweckmäßigerweise auch für die An
lagepartie 34.
Um im Falle des Ausführungsbeipiels gemäß Fig. 2a und 2b
und 3 die Radialvorsprünge 31 zwischen der Hintergreifposition
und der Freigabeposition zu verlagern, sind die vorhandenen Um
fangsabschnitte 36 lediglich quer zur Längsachse 15 gemäß
Doppelpfeilen 38 unter Bildung eines Ringes aneinander anzu
setzen oder voneinander wegzunehmen.
Die Umfangsabschnitte 36 können in sich starre Bauteile sein.
Damit die Umfangsabschnitte 36 bei zusammengebauter Baugruppe
nicht auseinanderfallen, sind sie vorteilhafterweise in ihrer
Lage gesichert, wobei die Federanordnung 24 neben ihrer eigent
lichen Aufgabe auch noch die Aufgabe der Sicherung übernimmt.
Sie flankiert den nunmehr unterteilten Verbindungsabschnitt 28
radial außen, wobei sie beim Ausführungsbeispiel koaxial auf
den Verbindungsabschnitt 28 aufgesteckt ist. Die Umfangsab
schnitte 36 sind somit an einer nach radial außen gerichteten
Bewegung zumindest dermaßen gehindert, daß sie ihre Hinter
greifstellung nicht verlassen können.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des zweiten Drück
elementes 23 zeigt die Fig. 4. Sein Aufbau entspricht dem
jenigen aus Fig. 3, mit Ausnahme eines im Bereich einer der
Längstrennstellen 37 zusätzlich vorgesehenen scharnierartig
wirkenden Verbindungsbereiches 39. Letzterer ist beim Ausfüh
rungsbeispiel als Biegebereich ausgebildet und umfaßt einen
einstückig mit beiden Umfangsabschnitten 36 ausgebildeten, die
Längstrennstelle überspannenden biegbaren Materialsteg 40 ge
ringer Materialstärke. Es liegt also praktisch ein sogenanntes
Filmscharnier vor, wobei die gesamte Anordnung wie auch beim
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 vorzugsweise aus Kunststoff
material besteht. Die andere Längstrennstelle 37 ist, wie auch
sämtliche Längstrennstellen 37 des Ausführungsbeispiels gemäß
Fig. 3, sowohl axial als auch radial vollständig durchgehend
ausgebildet.
Das zweite Drückelement 23 ist also im montierten Zustand ein
Ring, der lediglich an einer Stelle seines Umfanges offen ist
und an mindestens einer weiteren Umfangsstelle einen Biege
bereich aufweist, so daß die Umfangsabschnitte 36 zwischen
einer das Ansetzen an und/oder das Abnehmen vom anderen Drück
element erlaubenden aufklaffenden Stellung (in Fig. 4 darge
stellt) und einer den Verbindungsabschnitt des anderen Drück
elements umgreifenden geschlossenen Stellung (in Fig. 4 strich
punktiert angedeutet) gemäß Doppelpfeilen 44 relativ zueinander
bewegbar sind. Im an das erste Drückelement 22 angesetzten Zu
stand bildet die Federanordnung 24 in der bereits oben ge
schilderten Art und Weise eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes
Aufschwenken der Umfangsabschnitte 36.
Beim Ausführungsbeispiel ragt der Verbindungsabschnitt 27 des
ersten Drückelements 22 durch die erwähnte Durchbrechung 35
koaxial ins Innere des ringförmigen zweiten Drückelements 23
hinein. Der Verbindungsabschnitt 27 ist vorzugsweise hohl
zylindrisch gestaltet und an seinem im Innern des zweiten
Drückelementes 22 befindlichen Endbereich durch eine Wand 45
verschlossen. An diesem Endbereich befindet sich auch der zu
dem Begrenzungsanschlag gehörende Radialvorsprung 30, der als
rundumlaufender und zweckmäßigerweise in sich geschlossener
Ringvorsprung ausgebildet ist.
Der in das zweite Drückelement 23 hineingreifende Verbin
dungsabschnitt 27 des ersten Drückelements 22 bildet beim
Ausführungsbeispiel zusammen mit der zugewandten gehäuse
seitigen Abstützpartie 16 einen Hubbegrenzungsanschlag für
die aufeinander zu gerichtete Einwärtsbewegung der Drückele
mente 22, 23. Wird das erste Drückelement 22 entgegen der
Kraft der Federanordnung 24 in Richtung auf das zweite Drück
element 23 verschoben, so wird diese Hubbewegung durch das
Auflaufen des Verbindungsabschnittes 27 auf die Abstützpartie
16 begrenzt. Der axiale Relativhub zwischen den beiden Drück
elementen 22, 23 ist somit durch den Begrenzungsanschlag 30,
31 und den Hubbegrenzungsanschlag 27, 16 in beiden Richtungen
festgelegt.
Wird im Betrieb das Schaltglied 4 in Richtung der Rückstell
einrichtung 13 verschoben, so wird das an der Betätigungs
partie 12 anliegende Drückelement 22 aus der in Fig. 2a ab
gebildeten Ausgangsstellung in Richtung zum zweiten Drückele
ment 23 axial verlagert. Hierbei vergrößert sich allmählich
die axiale Erstreckung des Überlappungsbereiches 29, da der
Verbindungsbereich 27 immer weiter in das zweite Drückelement
23 eintaucht. Die Bewegung des Schaltgliedes 4 wird dadurch be
grenzt, daß der Verbindungsabschnitt 27 insbesondere mit seiner
Wand 45 auf die Abstützpartie 16 aufläuft. Die hierbei vor
liegende betätigte Stellung ergibt sich aus Fig. 2b. Bei
nachfolgend wegfallender Verstellkraft wird das Schaltglied 4
durch das von der Federanordnung 24 beaufschlagte erste Drück
element 22 wieder in die Grundstellung zurückbewegt, bei der
die Rückstelleinrichtung 13 erneut die in Fig. 2a abgebildet
Ausgangsstellung einnimmt.
Ein Verkanten beim Verschieben des ersten Drückelements 22
ist dabei ausgeschlossen, da die beiderseitigen Radialvor
sprünge 30, 31 vorzugsweise zugleich als Führungen wirken,
die mit Gleitspiel an der zugewandten Außen- bzw. Innenober
fläche der beiden Verbindungsabschnitte 27, 28 entlanggleiten
können.
Die Bewegung des am Schaltglied 4 anliegenden ersten Drück
elements 22 in von der Abstützpartie 16 entgegengesetzter
Richtung läßt sich beim Ausführungsbeispiel dadurch noch unter
stützen, daß dieses Drückelement 22 zugleich ein Betätigungs
element bildet, das auf seiner dem zweiten Drückelement 22 zu
gewandten Seite über einen im Gehäuse 2 ausgebildeten Steuer
kanal 46 fluidbeaufschlagbar ist. Das erste Drückelement 22
übernimmt hier also auch die Aufgabe eines durch Beaufschlagung
mit einem Druckmittel verschiebbaren Steuerkolbens. Es ist zu
diesem Zweck mit einer Beaufschlagungspartie 47 versehen, die
sich an die dem Radialvorsprung 30 entgegengesetzte Axialseite
des Verbindungsabschnittes 27 anschließt und radial bis zur umfangs
seitigen Innenfläche 48 des Arbeitsraumes 14 ragt. Im Bereich
seines beim Ausführungsbeispiel kreisförmigen Außenumfanges 49
trägt die Beaufschlagungspartie 47 ein umlaufendes Dichtelement
50, das verschiebbar und dichtend mit der Innenfläche 48 zusammen
arbeitet. Auf diese Weise ergibt sich auf der dem Schaltglied 4
abgewandten Seite der Beaufschlagungspartie 47 ein abgedichteter
Steuerraum 51, in den der Steuerkanal 46 einmündet und der über
diesen Steuerkanal 46 mit einem Druckmittel beaufschlagbar oder
belüftbar ist.
Eine Ausgestaltung der Rückstelleinrichtung als Betätigungs
einrichtung ist vor allem dann sinnvoll, wenn das Schalt
glied 4 zwischen zwei Rückstelleinrichtungen 13 angeordnet
ist, wie dies die Fig. 1 andeutet. In der Grundstellung ist
dabei das Schaltglied 4 zwischen den jeweils in der Ausgangs
stellung befindlichen Rückstelleinrichtungen 13 fixiert. Um
das Schaltglied 4 zu verstellen, wird einem der Steuerräume 51
Druckmittel zugeführt, worauf sich die Beaufschlagungspartie 47
in Richtung des Schaltgliedes 4 verlagert und dieses verschiebt.
Da die Radialvorsprünge 30, 31 bereits aufeinander aufgelaufen
sind, nimmt an der Verschiebebewegung der Beaufschlagungspartie
47 die gesamte aus den Drückelementen 22, 23 und der Federan
ordnung 24 bestehende Baugruppe teil. Das normalerweise gegen
die Abstützpartie 16 arbeitende zweite Drückelement 23 hebt da
bei von letzterer ab. Damit die Baugruppe nicht verkantet, ist
es zweckmäßig, wenn das zweite Drückelement 23 hierbei in einer
Führungsausnehmung 52 des Gehäuses 2 axial verschiebbar geführt
aufgenommen ist. Als Führung kann insbesondere die Anlagepartie
34 dienen.
Um wieder in die Grundstellung zurückzugelangen, ist ledig
lich der Steuerraum 51 zu belüften, worauf die an der gegen
überliegenden Seite vorgesehene Rückstelleinrichtung 13, welche
zuvor durch das Schaltglied 4 komprimiert worden war, das
Schaltglied 4 in der anhand der Fig. 2a und 2b erläuterten
Art und Weise zurückstellt. lst eine Auslenkung des
Schaltgliedes 4 in die entgegengesetzte Axialrichtung beab
sichtigt, bleibt der Steuerraum 51 belüftet und die ent
gegengesetzt angeordnete Rückstelleinrichtung 13 wird in dem
eben beschriebenen Sinne betätigt.
Zur Gewichtseinsparung ist es zweckmäßig, wenn das erste Drück
element 22 hohl ausgebildet ist. Es verfügt daher beim Aus
führungsbeispiel über eine ausgehend von der der Betätigungs
partie 12 zugewandten Seite eingebrachte Ausnehmung 53, in die
allerdings integral angeformte Rippen 57 radial hineinragen,
über die der Betätigungskontakt zur Betätigungspartie 12 her
gestellt wird.
Um eine Rückstelleinrichtung 13 im Gehäuse 2 zu montieren, wird
sie als Baugruppe vormontiert und anschließend bei entferntem
Gehäusedeckel 18 problemlos in den Arbeitsraum 14 eingelegt.
Zur Vormontage der Baugruppe wird zweckmäßigerweise zunächst die
Federanordnung 24 koaxial an das erste Drückelement 22 ange
setzt, wobei sie dessen Verbindungsabschnitt 27 umschließt und
auch den den Radialvorsprung 30 aufweisenden Endbereich axial
überragt. Nun wird die Federanordnung 24 mit beliebigen Mitteln
so weit axial zusammengedrückt, bis der Endbereich des Verbin
dungsabschnittes 27 so weit axial aus der Federanordnung heraus
ragt, daß das zweite Drückelement 23 mit seinen Radialvor
sprüngen 31 von radial außen her ansetzbar ist.
Sowie das zweite Drückelement 23 die erforderliche Position
am Verbindungsabschnitt 27 des ersten Drückelements 22 ein
nimmt, wird die Federanordnung 24 gelöst, worauf sie den Ver
bindungsabschnitt 28 des zweiten Drückelements 23 koaxial
übergreift. Als Anschlag für die Federanordnung 24 dient hier
bei zweckmäßigerweise die radial nach außen vorspringende An
lagepartie 34. Im Bereich des ersten Drückelements 22 kann
zur Fixierung der Federanordnung 24 eine ringförmige Vertie
fung 58 im Bereich der zugeordneten Axialseite vorgesehen
sein.
Die Rückstelleinrichtung 13 besteht aus nur wenigen Teilen.
Je nachdem, ob das Dichtelement auf das erste Drückelement 22
lediglich aufgezogen oder einstückig angeformt ist, zum Bei
spiel durch Vulkanisieren, oder ob das zweite Drückelement 23
ein- oder mehrstückig ausgebildet ist, sind nur 3 bis 5 Bau
teile erforderlich.
Claims (13)
1. Schaltvorrichtung, mit einem in einem Gehäuse (2) zwischen
Schaltstellungen hin und her bewegbaren Schaltglied (4),
und mit einer zwischen einer Betätigungspartie (12) des
Schaltgliedes (4) und einer gehäusefesten Abstützpartie (16)
angeordneten Rückstelleinrichtung (13) für das Schaltglied
(4), die zwei axial relativ zueinander bewegbare und mittels
einer zwischengefügten Federanordnung (24) axial in Richtung
voneinander weg vorgespannte Drückelemente (22, 23) auf
weißt, wovon eines gegen die Betätigungspartie (12) und das
andere gegen die Abstützpartie (16) arbeitet, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Drückelemente (22, 23) einander axial
überlappende Verbindungsabschnitte (27, 28) aufweisen, an
denen einander hintergreifende Radialvorsprünge (30, 31)
vorgesehen sind, vermittels derer die Drückelemente (22, 23)
lösbar ineinander eingehängt sind und die zugleich einen
eine Ausgangsstellung vorgebenden Begrenzungsanschlag für
die voneinander weg gerichtete Auswärtsbewegung der Drück
elemente (22, 23) bilden, und daß die Radialvorsprünge (31)
mindestens eines Verbindungsabschnittes (28) zwischen der
Hintergreifposition und einer das Ein- und Aushängen der
Drückelemente (22, 23) ermöglichenden Freigabeposition ver
lagerbar sind.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die zwischen der Hintergreifposition und der Freigabe
position verlagerbaren Radialvorsprünge (31) am außen über
lappenden Verbindungsabschnitt (28) angeordnet sind.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweckmäßigerweise von einer Schraubendruckfeder ge
bildete Federanordnung (24) den außen überlappenden Ver
bindungsabschnitt (28) radial außen flankiert und eine die
Radialvorsprünge (31) in der Hintergreifposition haltende
Sicherung bildet.
4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das den außen überlappenden Verbindungs
abschnitt (28) aufweisende Drückelement (23) zumindest im
Bereich des Verbindungsabschnittes (28) ring- oder hülsen
förmig ausgebildet ist und den innen überlappenden Verbin
dungsabschnitt (27) koaxial und axial verschiebbar umgreift.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das den außen überlappenden Verbindungsabschnitt (28)
aufweisende Drückelement (23) längsgeteilt ist und aus
mehreren, vorzugsweise zwei Umfangsabschnitten (36) be
steht, die zur Verlagerung der zugeordneten Radialvor
sprünge (31) in Querrichtung (38, 44) zwischen einer von
einander entfernten und einer aneinander angenäherten Stel
lung relativ zueinander bewegbar sind.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangsabschnitte (36) einander gegenüber lose und
unverbunden sind und als separate, lösbar an den Verbin
dungsabschnitt (27) des anderen Drückelements (22) ansetz
bare Bauteile vorliegen.
7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in Umfangsrichtung aneinander angrenzende Verbindungs
abschnitte im Bereich einer zwischen ihnen vorliegenden
Längstrennstelle (37) über einen scharnierartig wirkenden
Verbindungsbereich (39) einander gegenüber quer (44) zur
Längsrichtung (15) derart verschwenkbar miteinander ver
bunden sind, daß sie sich zwischen einer das Ansetzen an
und/oder das Abnehmen vom anderen Drückelement (22) er
laubenden aufklaffenden Stellung und einer den Verbindungs
bindungsabschnitt (27) des anderen Drückelements (22) um
greifenden geschlossenen Stellung bewegen lassen.
8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungsbereich (39) als Biegebereich ausge
bildet ist und einen insbesondere einstückig an die Um
fangsabschnitte (36) angeformten, die zwischen diesen be
findliche Längstrennstelle (37) überspannenden biegbaren
Materialsteg (40) umfaßt.
9. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß der zu dem das Schaltglied (4)
beaufschlagenden Drückelement (22) gehörende Verbindungs
abschnitt (27) zusammen mit der gehäuseseitigen Abstütz
partie (16) einen Hubbegrenzungsanschlag für die aufein
ander zu gerichtete Einwärtsbewegung der Drückelemente (22,
23) bildet.
10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der zu dem das Schaltglied (4) beaufschlagenden Drück
element (22) gehörende Verbindungsabschnitt (27) in das ring
förmig ausgebildete zweite Drückelement (23) hineingreift
und im Laufe der Einwärtsbewegung axial durch das zweite
Drückelement (23) hindurch auf die im Anschluß an dieses
angeordnete Abstützpartie (16) aufläuft.
11. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das mit dem Schaltglied (4) zusammenar
beitende Drückelement (22) eine in einem Arbeitsraum (14)
des Gehäuses (2) axial hin und her verschiebbare Beauf
schlagungspartie (47) für die Schaltgliedverstellung
bildet, die auf ihrer dem anderen Drückelement (23) zuge
wandten Seite über einen Steuerkanal (46) fluidbeauf
schlagbar ist, wobei die aus den beiden Drückelementen
(22, 23) und der Federanordnung (24) bestehende Baugruppe
ausgehend von der Ausgangsstellung durch Fluidbeaufschla
gung der Beaufschlagungspartie (47) einheitlich axial im
Arbeitsraum (14) verschiebbar ist.
12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüch 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schaltglied (4) über zwei an ein
ander entgegengesetzten Seiten angeordnete Betätigungs
partien (12) verfügt, denen jeweils eine eigene Rück
stelleinrichtung (13) zugeordnet ist.
13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß sie von einem Mehrwegeventil gebildet
ist, dessen Ventilschieber das Schaltglied (4) bildet, wobei
eine jeweilige Betätigungspartie (12) an einem axialen End
bereich des Ventilschiebers vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924244080 DE4244080A1 (en) | 1992-03-13 | 1992-12-24 | Spring loaded fluid flow switching device - uses return mechanism comprising two pressure elements having axially overlapping sections. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9203403U DE9203403U1 (de) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | |
DE19924244080 DE4244080A1 (en) | 1992-03-13 | 1992-12-24 | Spring loaded fluid flow switching device - uses return mechanism comprising two pressure elements having axially overlapping sections. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4244080A1 true DE4244080A1 (en) | 1993-09-16 |
Family
ID=25921789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924244080 Withdrawn DE4244080A1 (en) | 1992-03-13 | 1992-12-24 | Spring loaded fluid flow switching device - uses return mechanism comprising two pressure elements having axially overlapping sections. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4244080A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1992
- 1992-12-24 DE DE19924244080 patent/DE4244080A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FESTO AG & CO, 73734 ESSLINGEN, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |