DE19720849A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, mit einem in einem Ventilge­ häuse angeordneten Verschlußkörper, der zwischen zwei Schalt­ stellungen umschaltbar ist, in denen er jeweils an einer gehäu­ sefesten Abstützpartie anliegt, wobei der Verschlußkörper an einem länglichen Träger vorgesehen ist, der über eine mit Längsabstand zum Verschlußkörper angeordnete Aufhängungspartie an einer gehäuseseitigen Lagerstelle gelagert ist und zum Um­ schalten des Verschlußkörpers quer zu seiner Längsrichtung aus­ lenkbar ist, mit einer den Verschlußkörper beaufschlagenden und in wenigstens eine seiner Schaltstellungen vorspannenden Feder­ einrichtung und mit einer Betätigungseinrichtung zum Auslenken des Trägers zum Zwecke des Umschaltens des Verschlußkörpers.

Ein Ventil dieser Art geht beispielsweise aus der DE 36 08 550 A1 hervor. Das dort beschriebene Ventil ist als Piezoventil ausgebildet und verfügt über einen einseitig an einer Lager­ stelle gehäuseseitig eingespannten Träger, der am freien Ende den Verschlußkörper trägt. Eine seitlich angeordnete Federein­ richtung spannt den Verschlußkörper in eine erste Schaltstel­ lung vor, in der er an einer von einem Ventilsitz gebildeten Abstützpartie anliegt. Als Betätigungseinrichtung ist eine Pie­ zoeinrichtung vorgesehen, bei deren Aktivierung der Träger durch Verbiegen in eine zweite Schaltstellung ausgelenkt wird, in der er an einer ebenfalls von einem Ventilsitz gebildeten zweiten Abstützpartie anliegt. Wird die Piezoeinrichtung deak­ tiviert, verursacht die Federeinrichtung ein automatisches Zu­ rückschalten des Verschlußkörpers in die Ausgangsstellung.

Das bekannte Ventil eignet sich bereits relativ gut für eine Miniaturisierung. Von Nachteil ist allerdings, daß zum Umschal­ ten des Ventils und insbesondere zum Halten des Verschlußkör­ pers in der entgegen der Federkraft ausgelenkten Schaltstellung ein beträchtlicher Aufwand an elektrischer Energie erforderlich ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zur Miniaturisierung geeignetes Ventil zu schaffen, bei dem zur Be­ tätigung und zur Aufrechterhaltung der gewünschten Schaltstel­ lung wenig Energie benötigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Träger über zwei Aufhängungspartien verfügt, die sich bezogen auf die Längsrichtung des Trägers mit Abstand zu beiden Seiten des Ver­ schlußkörpers befinden und über die der Träger an zwei sich quer zur Umschaltrichtung des Verschlußkörpers mit Abstand ge­ genüberliegenden gehäuseseitigen Lagerstellen aufgehängt ist, daß zumindest ein Längenabschnitt des Trägers von der Federein­ richtung gebildet ist, und daß der Abstand zwischen den gehäu­ seseitigen Lagerstellen so gewählt ist, daß der Träger in den beiden Schaltstellungen des Verschlußkörpers eine bezüglich der Verbindungslinie zwischen den Lagerstellen in Umschaltrichtung zur zugeordneten Abstützpartie hin ausgewölbte oder ausgeknick­ te Gestalt einnimmt, die jeweils durch die Federeinrichtung stabilisiert ist.

Auf diese Weise liegt ein Ventil vor, das insbesondere für kleine Baugrößen prädestiniert ist, weil seine Energieaufnahme gering ist. Das Ventil verfügt über einen bistabilen Umschalt­ mechanismus, wobei eine einzige Federeinrichtung ausreicht, um die beiden Schaltstellungen zu stabilisieren. Der Träger ist ganz oder teilweise als Federeinrichtung ausgebildet, wobei durch einen entsprechend geringen Abstand zwischen den gehäuse­ seitigen Lagerstellen in beiden möglichen Schaltstellungen eine federelastische Vorspannung erzielt wird. In der jeweiligen Schaltstellung verfügt der Träger über eine bezogen auf die ge­ dachte Verbindungslinie zwischen den Lagerstellen seitlich aus­ gewölbte oder ausgeknickte Gestalt, wobei der Verschlußkörper gegen die Abstützpartie gedrückt wird. Bei der Umschaltbewegung durchläuft der Träger durch Verformung eine Art Totpunkt, so daß bei entsprechender Ausgestaltung eine Art Schnappvorgang stattfinden kann. Bei alledem ist die zum Umschalten des Ver­ schlußkörpers auf zuwendende Energie verhältnismäßig gering.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen aufgeführt.

Grundsätzlich bestehen die alternativen Möglichkeiten, den Trä­ ger entweder in seiner Gesamtheit oder nur zum Teil als Feder­ einrichtung auszugestalten.

Ist nur ein Teil des Trägers von der Federeinrichtung gebildet, wird als Federeinrichtung zweckmäßigerweise eine Druckfederein­ richtung vorgesehen, die derart in den Längsverlauf des Trägers eingeschaltet ist, daß ihre Hauptfederungsrichtung in Längs­ richtung des Trägers verläuft. Hier ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Federeinrichtung in dem auf der einen Seite des Verschlußkörpers befindlichen Längenabschnitt des Trägers be­ findet und insbesondere diesen einen Längenabschnitt insgesamt bildet, wobei der auf der entgegengesetzten Seite des Ver­ schlußkörpers befindliche Längenabschnitt ein insbesondere starrer Trägerabschnitt sein kann, der an der Lagerstelle schwenkbeweglich aufgehängt ist. Um den Verschlußkörper umzu­ schalten, kann hier durch die Betätigungseinrichtung ein kurzer impulsartiger seitlicher Stoß auf den Träger oder den Ver­ schlußkörper ausgeübt werden, der dafür sorgt, daß der Träger über den Totpunkt hinweg in die andere Schaltstellung verlagert wird. Der Stoß bewirkt eine Beschleunigung des Trägers, der da­ nach aufgrund seiner Massenträgheit die Federkraft und den eventuell anstehenden Mediendruck überwinden kann. Sobald der Totpunkt überschritten ist, wirkt die Federeinrichtung selbst als Beaufschlagungsmittel, um den Ventilkörper vollends in die andere Schaltstellung zu verbringen.

Die Betätigungseinrichtung kann hierbei über eine Stößelanord­ nung verfügen, wobei insbesondere zwei Aktoren mit jeweils ei­ nem Betätigungsstößel vorhanden sind, die in der einen oder an­ deren Richtung auf den Ventilkörper einwirken können. Der Stö­ ßelhub kann hierbei wesentlich geringer sein als der Schaltweg des Verschlußkörpers, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit der Stößel entsprechend groß ist. Dies kann beispielsweise unter Verwendung von Magnetspulen mit Übererregung oder von Piezo­ translatoren erreicht werden. Wesentlich ist die pro Schaltvor­ gang zugeführte Energie, die sich insbesondere aus der Masse und den geometrischen Daten des Trägers und des Verschlußkör­ pers, aus der Vorspannkraft der Federeinrichtung sowie deren Federkennlinie und dem Mediendruck errechnen läßt. Diese Ener­ gie ist hier verhältnismäßig gering.

Bei einem in seiner Gesamtheit als Federeinrichtung ausgebilde­ ten Träger ist es zweckmäßig, den Träger als blattfederähnli­ che, quer zur Längsrichtung biegeelastische Biegefederanordnung auszubilden. Hier kann vorgesehen sein, daß die Biegefederan­ ordnung in Neutralstellung eine lineare Erstreckung hat und praktisch entlang der gedachten Verbindungslinie zwischen den Lagerstellen verläuft. Durch Verringerung des Abstandes zwi­ schen den Lagerstellen mittels einer geeigneten Betätigungsein­ richtung kann die Biegefederanordnung in eine erste Schaltstel­ lung seitlich ausgewölbt werden. Zum Umschalten ist dann nur kurzzeitig die an der beweglichen Lagerstelle auf den Träger einwirkende Haltekraft aufzuheben, so daß der Träger ein­ schließlich des Verschlußkörpers in Richtung der Neutralstel­ lung zurückgebogen wird, wobei er über diese einen Totpunkt markierenden Neutralstellung hinausschwingt. Indem unmittelbar anschließend erneut die erwähnte Haltekraft aufgebracht wird, läßt sich der Verschlußkörper vollends in die andere Schalt­ stellung verlagern und dort halten.

Hierbei wird praktisch die axiale Vorspannung eines elastisch ausgeknickten Trägers für die Zeitspanne aufgehoben, die der Träger benötigt, aufgrund seiner Rückfederung die Neutralstel­ lung zu Erreichen. Die Überwindung der Neutralstellung kann wiederum unter Mitwirkung der kinetischen Energie des Trägers und des Verschlußkörpers erreicht werden. Hierbei genügt es, wenn die Betätigungseinrichtung über lediglich einen Aktor in Gestalt einer geeigneten Stellvorrichtung verfügt, der entweder entsprechend angesteuert wird oder aufgrund seiner Eigenfre­ quenz passend abgestimmt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Ventils mit einem nur teilweise von einer Federeinrich­ tung gebildeten Träger in einer schematischen Längsschnittdarstellung,

Fig. 2 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Ven­ tils mit einem vollständig als Federeinrichtung ausgebildeten Träger, wiederum in einer schema­ tischen, allerdings nur einen Ausschnitt des Ventils zeigenden Längsschnittdarstellung.

Beide abgebildeten Ventile verfügen über ein Ventilgehäuse 1 mit einer im Innern befindlichen Ventilkammer 2. Die Ventile sind als 3/2-Wegeventile ausgebildet und verfügen über drei Fluidkanäle 3, 4, 5, die einerseits an der Außenfläche des Ven­ tilgehäuses 1 und andererseits in die Ventilkammer 2 ausmünden.

Der eine Fluidkanal 3 ist ein Speisekanal. Er ist normalerweise an eine insbesondere pneumatische Druckmittelquelle angeschlos­ sen. Die der Ventilkammer 2 zugeordnete Mündung 6 dieses Spei­ sekanals ist von einem ersten Ventilsitz 7 umgeben, der bei­ spielsweise von einem kragenartigen ringförmigen Gehäusevor­ sprung gebildet sein kann.

Ein weiterer Fluidkanal 4 ist ein Entlüftungskanal. An ihn läßt sich beispielsweise ein Schalldämpfer anschließen. Eine der Ventilkammer 2 zugeordnete Mündung 8 liegt der Mündung 6 des Fluidkanals 3 mit Abstand gegenüber. Auch sie ist von einem ringförmigen Ventilsitz 9 umgeben. Die beiden Ventilsitze 7, 9 befinden sich an gegenüberliegenden Wänden der Ventilkammer 2.

Der dritte Fluidkanal 5 ist ein Arbeitskanal. An ihn kann ein mit dem fluidischen Druckmedium zu versorgender Verbraucher an­ geschlossen werden. Seine der Ventilkammer 2 zugeordnete Mün­ dung 12 liegt abseits der anderen Mündungen 6, 8.

In der Ventilkammer 2 ist ein beweglicher Verschlußkörper 13 angeordnet. Er hat beispielsgemäß eine plättchenartige oder pillenähnliche Gestalt. In beiden Figuren ist der Verschlußkör­ per 13 in durchgezogenen Linien in einer ersten Schaltstellung 14 gezeigt, in der er am Ventilsitz 9 des Fluidkanals 4 anliegt und die zugeordnete Mündung 8 fluiddicht verschließt. Der Ven­ tilsitz 9 bildet eine Abstützpartie für den Verschlußkörper 13.

Mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung 16, 16′ läßt sich der Verschlußkörper 13 durch Verlagerung aus der ersten Schaltstel­ lung 14 in eine in den Figuren strichpunktiert angedeutete zweite Schaltstellung 15 umschalten. In der zweiten Schaltstel­ lung 15 liegt er an dem ebenfalls eine Abstützpartie 7′ bilden­ den anderen Ventilsitz 7 an und verschließt die diesem zugeord­ nete und bis dahin offene Mündung 6 des Fluidkanals 3 fluid­ dicht. Gleichzeitig ist der Verschlußkörper 13 hierbei von dem anderen Ventilsitz 9 abgehoben, so daß die Mündung 8 des Fluid­ kanals 4 freigegeben ist.

Die Umschaltrichtung des Verschlußkörpers 13 beim Übergang zwi­ schen den beiden Schaltstellungen 14, 15 ist durch Doppelpfeil 17 angedeutet. Bei der gezeigten Ventilbauform liegt in der er­ sten Schaltstellung über die Ventilkammer 2 eine Fluidverbin­ dung zwischen dem Speisekanal 3 und dem Arbeitskanal 5 vor. Gleichzeitig ist der Entlüftungskanal 4 abgesperrt. In der zweiten Schaltstellung ist der Speisekanal 3 abgesperrt, wäh­ rend gleichzeitig der Arbeitskanal 5 über die Ventilkammer 2 mit dem Entlüftungskanal 4 kommuniziert, so daß der Verbraucher entlüftet wird.

Der Verschlußkörper 13 ist an einem länglichen Träger 18 vorge­ sehen, der sich ebenfalls in der Ventilkammer 2 befindet. Die­ ser Träger 18 besitzt an seinen beiden einander entgegengesetz­ ten schmalseitigen Enden jeweils eine Aufhängungspartie 21, 22, mit der er an einer gehäuseseitigen Lagerstelle 23, 24 aufge­ hängt bzw. gelagert ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß eine gedachte, in den Figuren strichpunktiert angedeutete Ver­ bindungslinie 25 zwischen den beiden Lagerstellen 23, 24 quer und insbesondere zumindest im wesentlichen rechtwinklig zu der Umschaltrichtung 17 verläuft. Beispielsgemäß sind die Lager­ stellen 23, 24 sich gegenüberliegenden Wänden 26 der Ventilkam­ mer 22 zugeordnet, die sich quer zu den einander ebenfalls ge­ genüberliegenden und die Mündungen 6, 8 aufweisenden anderen Wänden 29 erstrecken.

Der Verschlußkörper 13 ist mit in Längsrichtung 20 gemessenem Längsabstand zu beiden Aufhängungspartien 21, 22 zwischen die­ sen angeordnet. Dadurch befindet sich beidseits des Verschluß­ körpers 13 jeweils ein Trägerabschnitt 27, 28, der die Verbin­ dung zwischen dem Verschlußkörper 13 und der Aufhängungspartie 21, 22 bzw. der betreffenden Lagerstelle 23, 24 herstellt.

Der Verschlußkörper 13 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, in den Längsverlauf 20 des Trägers 18 eingesetzt sein, so daß er prak­ tisch selbst einen Bestandteil des Trägers bildet. Möglich ist aber beispielsweise auch die in Fig. 2 gezeigte Variante, bei der der Träger 18 ein zwischen den beiden Aufhängungspartien 21, 22 durchgehender Strangkörper ist, der den Verschlußkörper 13 trägt. Hier ist es zweckmäßig, einen mehrteiligen Verschluß­ körper 13 vorzusehen, der über zwei Verschlußkörperteile ver­ fügt, die an den beiden einem jeweiligen Ventilsitz 7, 9 zuge­ wandten Längsseiten des Trägers 18 sitzen.

Es ist von Vorteil, wenn der Verschlußkörper 13 zumindest in etwa mittig zwischen den Aufhängungspartien 21, 22 angeordnet ist.

Wie aus den Figuren gut hervorgeht, ist der in Richtung der Verbindungslinie 25 gemessene Abstand zwischen den beiden La­ gerstellen 23, 24 so gewählt, daß der Träger in beiden Schalt­ stellungen 14, 15 des Verschlußkörpers 13 eine Gestalt ein­ nimmt, bei der er seitlich in Umschaltrichtung 17 aus der Ver­ bindungslinie 25 ausgewölbt oder ausgeknickt ist. Ob es sich eher um eine Ausknickung oder um eine Auswölbung handelt, hängt im wesentlichen von der Bauform des Trägers 18 ab. Im Falle der Fig. 2 liegt eher eine bogenförmige Auswölbung vor, während im Falle der Fig. 1 eher von einer Ausknickung zu sprechen ist.

Die jeweilige ausgewölbte oder ausgeknickte Gestalt ist durch eine Federeinrichtung 32, 32′ stabilisiert. Diese Federeinrich­ tung 32, 32′ übernimmt ihre Stabilisierungsaufgabe vorteilhaf­ terweise in beiden Schaltstellungen 14, 15, wobei sie bewirkt, daß der Verschlußkörper 13 gegen die jeweils zugeordnete und beispielsgemäß von einem Ventilsitz 7, 9 gebildete Abstützpar­ tie 7′, 9′ gedrückt wird. Es handelt sich nicht um eine zusätz­ lich zum Träger 18 vorgesehene Federeinrichtung 32, 32′, son­ dern es ist vielmehr zumindest ein Längenabschnitt des Trägers 18 selbst von der Federeinrichtung 32 gebildet. Eine geringe Anzahl von Bauteilen ist die Folge.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist nur ein gewis­ ser, sich in Längsrichtung 20 erstreckender Teil des Trägers 18 von der Federeinrichtung 32 gebildet. Bevorzugt handelt es sich hierbei um den einen Trägerabschnitt 28, der sich zwischen dem Verschlußkörper 13 und der einen Aufhängungspartie 22 er­ streckt. Die Federeinrichtung 32 ist hier bevorzugt als Druck­ federeinrichtung 33 ausgebildet, die nach Art einer Schrauben­ federeinrichtung ausgeführt ist und die einenends am Verschluß­ körper 13 und andernends an der Lagerstelle 24 angreift. Auf diese Weise fällt ihre Hauptfederungseinrichtung 34 mit der Längsrichtung des Trägers 18 zusammen.

Der entgegengesetzt angeordnete andere Trägerabschnitt 27 ist beispielsgemäß in sich starr ausgebildet, wobei auch zwischen dem Trägerabschnitt 27 und dem Verschlußkörper 13 vorzugsweise eine starre Verbindung vorliegt. Mit seinem entgegengesetzten, die Aufhängungspartie 21 bildenden Ende ist der Trägerabschnitt 27 jedoch schwenkbeweglich an der zugeordneten Lagerstelle 23 gelagert, so daß der Trägerabschnitt 27 in einer Ebene schwenk­ bar ist, die von den beiden Mündungen 6, 8 und der Lagerstelle 23 aufgespannt wird.

Der Abstand zwischen den beiden Lagerstellen 23, 24 ist kon­ stant und bleibt im Betrieb des Ventils unverändert.

In den beiden Schaltstellungen 14, 15 wirkt die Federeinrich­ tung 32 mit einer Federkraft F auf den Verschlußkörper 13 ein, wobei die Kraftrichtung unter einem spitzen Winkel zu der Ver­ bindungslinie 25 verläuft. Somit ergibt sich eine resultierende Schließkraft, die den Verschlußkörper 13 gegen den zugeordneten Ventilsitz 7, 9 drückt.

Zum Umschalten zwischen den Schaltstellungen 14, 15 wird die Betätigungseinrichtung 16 kurzzeitig betätigt. Diese umfaßt beim Ausführungsbeispiel eine Stößelanordnung mit zwei Stößeln 35, 36, die unter Vermittlung jeweils eines Aktors 37 mit hoher Geschwindigkeit in der gewünschten Umschaltrichtung auf den Träger 18 oder vorzugsweise auf den Verschlußkörper 13 ein­ wirken können.

Beispielsgemäß sind die Stößel 35, 36 derart angeordnet, daß ihr Betätigungsende 42 der in der jeweiligen Schaltstellung dem zugeordneten Ventilsitz 7, 9 zugewandten Schließfläche 38, 38′ des Verschlußkörpers 13 mit möglichst geringem Abstand gegen­ überliegt. Hierzu kann sich ein jeweiliger Stößel 35, 36 wie abgebildet durch das Gehäuse 1 und die zugeordnete Mündung 6, 8 erstrecken. Durch Betätigung des vorzugsweise außen am Ventil­ gehäuse 1 angeordneten Aktors 37 wird der betreffende Stößel 35, 36 gegen den Verschlußkörper 13 verlagert - eine verlagerte Stellung ist in Fig. 1 strichpunktiert bei 39 angedeutet -, wobei der beaufschlagte Verschlußkörper 13 von der zugeordneten Abstützpartie 7, 9 abgehoben und in Umschaltrichtung 17 zur an­ deren Abstützpartie hin beschleunigt wird. Dabei wird die am Verschlußkörper 13 und an der Lagerstelle 24 vorzugsweise ge­ lenkig aufgehängte Druckfedereinrichtung 33 unter Reduzierung ihrer Baulänge komprimiert, wobei sich die minimalen Längenab­ messungen dann einstellen, wenn der derart ausgelenkte Träger 18 einen Totpunkt erreicht, bei dem er auf der Verbindungslinie 25 liegt. Hierbei handelt es sich allerdings um eine äußerst labile Gleichgewichtslage. In der Praxis verhält es sich daher so, daß der durch den Stößel 35, 36 beschleunigte Verschlußkör­ per 13 aufgrund der erhaltenen kinetischen Energie bzw. des Schwunges über den Totpunkt überschwenkt und dann sofort von der entsprechend ausgelenkten Druckfedereinrichtung 33 in Rich­ tung der gewünschten anderen Schaltstellung gedrückt wird. Es ist daher nicht erforderlich, daß der Hub des betreffenden Stö­ ßels 35, 36 dem gesamten Umschaltweg des Verschlußkörpers 13 entspricht, er kann sogar unter Umständen geringer sein als der Weg bis zur Verbindungslinie 25. Voraussetzung ist lediglich, daß der Verschlußkörper 13 ausreichend kinetische Energie er­ hält. In diesem Zusammenhang wird der Verschlußkörper 13 vor­ zugsweise derart ausgebildet, daß er als Trägheitskörper wirkt, dessen träge Masse den Vorgang unterstützt. Alternativ könnte auch ein separater Trägheitskörper an dem Träger 18 vorgesehen werden.

Bei den Aktoren 37 kann es sich beispielsweise um Magnetspulen handeln, die auf einen verschieblichen Anker einwirken, der mit dem betreffenden Stößel 35, 36 verbunden ist oder diesen bil­ det. Andere geeignete Aktoren wären aber ebenfalls verwendbar.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Träger 18 vollständig als Federeinrichtung 32′ ausgebildet. Bei ihr han­ delt es sich beispielsgemäß um eine nach Art einer Blattfeder ausgebildete Biegefedereinrichtung 43, die quer zur Längsrich­ tung 20 biegeelastisch ist. Die gesamte Länge des Trägers 18 wird von dieser Biegefedereinrichtung 43 eingenommen.

Während die eine Lagerstelle 24 stationär am Ventilgehäuse 1 angeordnet ist, ist die andere sich ebenfalls am Ventilgehäuse 1 abstützende Lagereinrichtung 24 nach Bedarf relativ zum Ven­ tilgehäuse 1 beweglich. Sie sitzt an einem beispielsgemäß stan­ gen- oder stößelartigen Stellglied 44 eines Aktors 37′ der Be­ tätigungseinrichtung 16′ und ist durch Verlagerung des Stell­ gliedes 44 quer zur Umschaltrichtung 17 in Längsrichtung der Verbindungslinie 25 verlagerbar. Dadurch kann der Abstand zwi­ schen den Lagerstellen 23, 24 variiert werden.

In den beiden Schaltstellungen 14, 15 liegt zwischen den Lager­ stellen 23, 24 ein minimaler Abstand vor. Da die Länge des Trä­ gers 18 größer ist als dieser Abstand, nimmt der Träger die aus Fig. 2 ersichtliche ausgewölbte Gestalt ein.

Um den Verschlußkörper 13 umzuschalten, wird die bewegliche La­ gerstelle 24 durch Betätigung des Aktors 37′ im Sinne einer Ab­ standsvergrößerung von der anderen Lagerstelle 24 wegbewegt. Dabei wird die an der beweglichen Lagerstelle 24 angebrachte Aufhängungspartie 22 mitgezogen, so daß sich die Krümmung des Trägers 18 verringert, wobei der Verschlußkörper 13 von der Ab­ stützpartie 9 abhebt. Bei 45 ist strichpunktiert eine entspre­ chende Zwischenstellung des Trägers 18 angedeutet.

Die Aufhängungspartie 22 läßt sich soweit zurückziehen, bis der Abstand zwischen den Lagerstellen 23, 24 der Länge des Trägers 18 im gestreckten linearen Zustand entspricht. Hier nimmt der Träger 18 die bei 46′ strichpunktiert angedeutete Neutralstel­ lung ein, in der er entlang der Verbindungslinie 25 verläuft. Die hierbei von der beweglichen Lagerstelle 24 eingenommene Po­ sition ist bei 47 angedeutet.

Der Träger 18 ist bevorzugt so ausgebildet, daß die Neutral­ stellung 46 die von ihm im unbelasteten Zustand eingenommene Stellung ist. Um die beiden Schaltstellungen 14, 15 zu errei­ chen, muß daher über den Aktor 37′ eine zur gegenüberliegenden Lagerstelle 23 gerichtete Stellkraft auf die zugeordnete Auf­ hängungspartie 22 ausgeübt werden, damit sich der Abstand zwi­ schen den Lagerstellen 23, 24 verringert und der Träger 18 in die ausgewölbte Gestalt gezwungen wird. Damit ist jedoch der Vorteil verbunden, daß zur Initiierung des Umschaltvorganges keine Umschaltkraft benötigt wird. Es genügt die Stell- bzw. Haltekraft des Aktors 37′ zu entfernen, so daß sich der Ver­ schlußkörper 13 allein aufgrund der Eigenelastizität des Trä­ gers 18 in Umschaltrichtung 17 bewegt. Hier ist wiederum von Vorteil, daß aufgrund der vorhandenen kinetischen Energie der Verschlußkörper 13 bei Erreichen der Neutralstellung 46 nicht anhält, sondern über die lineare Gestalt des Trägers 18 bzw. die Neutralstellung hinaus durchschwingt. Wird nun unmittelbar der Aktor 37′ erneut im Sinne einer Abstandsverringerung zwi­ schen den Lagerstellen 23, 24 verlagert, wird der Verschlußkör­ per 13 in die andere Schaltstellung gezwungen.

Zum Umschalten wird also die axiale Vorspannung des elastisch ausgewölbten Trägers für genau die Zeitspanne aufgehoben, die dieser benötigt, um die Neutralstellung zu erreichen. Von Vor­ teil ist hierbei, daß nur ein Aktor 37′ benötigt wird, bei­ spielsweise wiederum eine Elektromagnet oder ein insbesondere miniaturisierter Linearantrieb.

Es wäre auch denkbar, den Träger 18 zumindest teilweise als Fe­ dereinrichtung auszubilden, die sich aus unterschiedlichen Fe­ dertypen zusammensetzt. So könnte man sich vorstellen, bei der Bauform gemäß Fig. 1 anstelle des starren Trägerabschnittes 27 eine Biegefederanordnung ähnlich der in Fig. 2 beschriebenen Art vorzusehen.

Bei allen Ausführungsbeispielen liegt ein Ventil mit einem bistabilen Schaltmechanismus vor, wobei je nach Ausgestaltung sehr geringe Umschaltkräfte und/oder sehr geringe Haltekräfte benötigt werden.

Claims (15)

1. Ventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (1) angeordneten Verschlußkörper (13), der zwischen zwei Schaltstellungen (14, 15) umschaltbar ist, in denen er jeweils an einer gehäusefesten Abstützpartie (7′, 9′) anliegt, wobei der Verschlußkörper (13) an einem länglichen Träger (18) vorgesehen ist, der über eine mit Längsabstand zum Verschlußkörper (13) angeordnete Aufhän­ gungspartie (21) an einer gehäuseseitigen Lagerstelle (23) ge­ lagert ist und zum Umschalten des Verschlußkörpers (13) quer zu seiner Längsrichtung (20) auslenkbar ist, mit einer den Ver­ schlußkörper (13) beaufschlagenden und in wenigstens eine sei­ ner Schaltstellungen (14, 15) vorspannenden Federeinrichtung (32, 32′) und mit einer Betätigungseinrichtung (16, 16′) zum Auslenken des Trägers (18) zum Zecke des Umschaltens des Ver­ schlußkörpers (13), dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) über zwei Aufhängungspartien (21, 22) verfügt, die sich bezogen auf die Längsrichtung (20) des Trägers (18) mit Abstand zu bei­ den Seiten des Verschlußkörpers (13) befinden und über die der Träger (18) an zwei sich quer zur Umschaltrichtung (17) des Verschlußkörpers (13) mit Abstand gegenüberliegenden gehäuse­ seitigen Lagerstellen (23, 24) aufgehängt ist, daß zumindest ein Längenabschnitt des Trägers (18) von der Federeinrichtung (32, 32′) gebildet ist, und daß der Abstand zwischen den gehäu­ seseitigen Lagerstellen (23, 24) so gewählt ist, daß der Träger (18) in den beiden Schaltstellungen (14, 15) des Verschlußkör­ pers (13) eine bezüglich der Verbindungslinie (25) zwischen den Lagerstellen (23, 24) in Umschaltrichtung (17) zur zugeordneten Abstützpartie (7′, 9′) hin ausgewölbte oder ausgeknickte Ge­ stalt einnimmt, die jeweils durch die Federeinrichtung (32, 32′) stabilisiert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des Trägers (18) von der Federeinrichtung (32) gebil­ det ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federeinrichtung (32) in dem auf der einen Seite des Ver­ schlußkörpers (13) befindlichen Längenabschnitt des Trägers (18) befindet.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (32) eine Druckfedereinrichtung (33) ist, die derart angeordnet ist, daß ihre Hauptfederungsrichtung (34) in Längsrichtung (20) des Trägers (18) verläuft.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedereinrichtung (33) eine Schraubenfedereinrichtung ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der auf der der Federeinrichtung (32) entgegenge­ setzten Seite des Verschlußkörpers (13) befindliche Längenab­ schnitt des Trägers (18) ein an der zugeordneten Lagerstelle (23) schwenkbeweglich angelenkter starrer Trägerabschnitt (27) ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen den Lagerstellen (23, 24) unveränderlich ist.

8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) insgesamt von einer Federeinrichtung (32′) gebildet ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) teilweise von einer Druckfedereinrichtung (33) ge­ bildet ist, die derart angeordnet ist, daß ihre Hauptfederungs­ richtung (34) in Längsrichtung (20) des Trägers (18) verläuft.

10. Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger zumindest teilweise von einer blattfederähnlichen, quer zur Längsrichtung (20) des Trägers (18) biegeelastischen Biegefedereinrichtung (43) gebildet ist.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger insgesamt von einer blattfederähnli­ chen Biegefedereinrichtung (43) gebildet ist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Träger (18) ein insbesondere von dem Ver­ schlußkörper (13) gebildeter, den Umschaltvorgang unterstützen­ der Trägheitskörper angeordnet ist.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (16) über eine Stößel­ anordnung (35, 36) verfügt, die zum Umschalten insbesondere impulsartig auf den Verschlußkörper (13) oder den Träger (18) einwirken kann.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (16′) einen gehäuse­ seitig fixierten Aktor (37′) aufweist, der über ein die eine Lagerstelle (24) aufweisendes Stellglied (44) verfügt, das quer zur Umschaltrichtung (17) verlagerbar ist, um den Abstand zwi­ schen den beiden Lagerstellen (23, 24) zu verändern.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eine und vorzugsweise beide Abstütz­ partien (7′, 9′) von einem einem Fluidkanal (3, 4) zugeordneten Ventilsitz (7, 9) gebildet sind.