DE19781614B4

DE19781614B4 - Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE19781614B4
Application number: DE19781614T
Authority: DE
Inventors: Hans Olofsson
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: SE9600722D0; US6053201A; DE19781614T1; WO1997031209A1; AU2109397A; SE506062C2; SE9600722L

Abstract

Ventilvorrichtung mit einem Ventil, das einen Auslaßkanal (6, 7) umfaßt, eine feststehende Oberfläche (10, 11), ein von der feststehenden Oberfläche beabstandetes, rund um eine Achse (12) drehbares Trageelement (15, 16) und eine Membran (19), die in solcher Weise zwischen der feststehenden Oberfläche und dem Trageelement angeordnet ist, daß, wenn sich das drehbare Trageelement in einer ersten Drehposition in Bezug auf die feststehende Oberfläche befindet, die Membran eine mit dem Auslaßkanal (6, 7) verbundene und in der feststehenden Oberfläche (10, 11) befindliche Öffnung bedeckt, und, wenn sich das Trageelement in einer zweiten Drehposition befindet, die Öfffnung freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatrix (G) der feststehenden Oberfläche (10, 11) zusammen mit der Achse (12) einen Winkel bildet in einer Ebene, in der sich sowohl die Generatrix als auch die Achse (12) erstrecken.

Description

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilvorrichtung mit einem Ventil, das einen Auslaßkanal aufweist, eine feststehende Oberfläche, ein Trageelement, das von der feststehenden Oberfläche beabstandet und drehbar um eine Achse ist, und eine Membran, die sich in der Weise zwischen der feststehenden Oberfläche und dem Trageelement befindet, daß, wenn sich das drehbare Trageelement in einer ersten Drehposition in Bezug auf die feststehende Oberfläche befindet, die Membran eine Öffnung bedeckt, die mit dem Auslaßkanal verbunden ist und sich in der feststehenden Oberfläche befindet, und, wenn das Trageelement sich in einer zweisen Drehposition befindet, die Öffnung freigegeben ist.
In vielen verschiedenen Bereichen werden Magnetventile verwendet, z. B. als Stell- oder Steuerventile in verschiedenen Systemen und Anordnungen, die bei hohen oder niedrigen Drücken arbeiten, z. B. Melkmaschinen. Solche Magnetventile haben den Nachteil, daß sie ziemlich schwer und groß sind. Deshalb brauchen sie viel Platz und können nicht bei kleineren Anordnun gen verwendet werden, insbesondere, wenn diese leicht und schnell zwischen verschiedenen Positionen bewegt werden sollen. Weiterhin benötigen solche Ventile oft Energie, was daran liegt, daß der Magnet eine kontinuierliche Stromversorgung benötigt, um mindestens eine der Positionen des Ventils aufrechtzuerhalten.

Die WOA1-8 201 924 offenbart eine solche eingangs definierte Ventilvorrichtung, die ein Gehäuse aufweist mit einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal. Die innere Oberfläche des Ventilgehäuses weist eine Öffnung auf, die mit einem der Kanäle verbunden ist, sowie ein von der Oberfläche beabstandetes Trageelement im Ventilgehäuse. Zwischen dem Trageelement und der Oberfläche befindet sich eine elastische Membran in solcher Weise, daß, wenn sich das drehbare Trageelement in einer ersten Drehposition in Bezug auf die feststehende Oberfläche befindet, die Membran die Öffnung bedeckt, und wenn sich das Trageelement in einer zweitem Drehposition befindet, die Öffnung freigegeben ist. Das drehbare Trageelement umfaßt eine longitudinale Achse, um die es in Bezug auf die Oberfläche drehbar ist und die parallel zur Oberfläche verläuftt. In den meisten der offenbarten Ausführungsformen wird die Membran lose von einer geschlossenen Bandschleife geformt, die sich zwischen der Oberfläche und dem Trageelement befindet und aufgrund der Drehung des Trageelementes auf der Oberfläche zwischen einer Position über der Öffnung und einer Position neben der Öffnung hin und her rollt. Daher kann die exakte Position der Membran durch die Drehposition des Trageelementes schwierig zu bestimmen sein. Darüber hinaus offenbart dieses Dokument eine Ausführungsform, in der die Membran an einer ebenen Oberfläche angebracht ist und an einem verschiebbaren Spannbolzen, wobei die Membran durch die Verschiebung des Spannbolzens von einer Endposition zur anderen über eine in der ebenen Oberfläche vorhandene Auslaßöffnung rollt.

Die EP-532618 B1 offenbart eine ähnliche Ventilvorrichtung, wie sie eingangs definiert wurde, und umfaßt ein Ventilgehäuse mit einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal. Im Ventilgehäuse befinden sich eine innere feststehende Manteloberfläche und ein drehbarer, zu dieser Oberfläche beabstandeter Ventilkörper. Zwischen der inneren zylindrischen Manteloberfläche und dem Ventilkörper befindet sich eine Membran in solcher Weise, daß, wenn der Ventilkörper sich in einer ersten Drehposition in Bezug auf die zylindrische Manteloberfläche befindet, die Membran eine Öffnung bedeckt, die mit dem Auslaßkanal verbunden ist und sich in der zylindrischen Manteloberfläche befindet, und daß, wenn sich der Ventilkörper in einer zweiten Drehposition befindet, die Öffnung freigegeben ist. Außerdem verläuft nach diesem Dokument die longitudinale Drehachse des Ventilkörpers parallel zur zylindrischen Manteloberfläche. Um den Energieverbrauch zu verringern, schlägt dieses Dokument die Bereitstellung eines Flügels vor, durch den wenigstens ein Teil der kinetischen Energie des Mediums, das durch das Ventil strömt, wiedergewonnen werden kann.

Aufgrund der Tatsache, daß die Achse des Ventilkörpers dieser beiden bekannten Ventilvorrichtungen parallel zur zylindrischen Mantelvorrichtung liegt, wird die Ventilvorrichtung ziemlich voluminös. Da die Membran eine bestimmte Länge haben muß, um die Auslaßöffnung zu bedecken bzw. freizugeben, muß der Radius des drehbaren Ventilkörpers einen bestimmten Wert überschreiten, wenn die Länge der benötigten Drehbewegung zum Beispiel auf eine Vierteldrehung beschränkt werden soll. Der Radius der zylindrischen Manteloberfläche ist daher gegeben durch den Radius des Ventilkörpers plus Abstand zwischen Manteloberfläche und Ventilkörper, der wiederum bestimmt wird von der Dicke und den Eigenschaften des in der Membran verwendeten Materials.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ventilvorrichung bereitzustellen, die kompakt ist und beim Überschatten wenig Energie brauct.

Dieses Ziel wird erreicht durch die Ventilvorrichtung, wie sie eingangs erwähnt wurde und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Generatrix der feststehenden Oberfläche zusammen mit der Achse einen Winkel in einer Ebene bildet, in der sich sowohl die Generatrix als auch die Achse erstrecken. Durch die Positionierung der Drehachse in dieser Weise, d.h. daß sie in jeder Ebene, die die Drehachse umfaßt, einen Winkel bildet und daher nicht parallel zur Generatrix der feststehenden Oberfläche dieser Ebene verläuft, wird eine sehr kompakte Konstruktion der Ventilvorrichtung erzielt. Durch diese Konstruktion ist die kritische Dimension der Abstand zwischen dem Trageelement und der feststehenden Oberfläche. Dieser Abstand kann sehr kurz sein.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die feststehende Oberfläche mindestens als ein Teil eines ringförmigen Weges mit seinem Drehzentrum in der Achse ausgeführt.

Nach einer weiteren Ausführungform der Erfindung umfaßt das Trageelement eine Trageoberfläche, die der feststehenden Oberfläche zugewandt ist. Durch eine solche Trageoberfläche, an die die Membran anstoßen kann, wird eine passende Funktion der Membran gesichert. Dabei kann diese Trageoberfläche vorteilhafterweise so ausgeführt werden, daß sie mindestens einen Teil eines ringförmigen Weges mit seinem Drehzentrum in der besagten. Achse bildet.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Trageoberfläche und die feststehende Oberfläche im wesentlichen eben und liegen parallel zueinander. Auf diese Weise kann die kleinstmögliche Größe der Ventilvorrichtung erzielt werden, da der kleinstmögliche Abstand zwischen dem Trageelement und der feststehenden Oberfläche auch den Abstand zwischen diesen Elementen bestimmen wird. Nach einer Variante dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Trageelemente und die feststehende Oberfläche von zwei Kegelstumpf-Oberflächen gebildet, die einander gegenüberstehen, vorzugsweise in solch einem Kegelwinkel, daß ihre imaginären Kegelköpfe auf der Achse zusammenfallen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Membran flexibles Material. Vorzugsweise ist dieses Material in einer Schlaufe zwischen der feststehenden Oberfläche und dem Trageelement in einer solchen Weise gebogen, daß ein Teil der Schlaufe die Öffnung in der ersten Drehposition bedeckt und daß die Schlaufe die Öffnung in der zweiten Drehposition freigibt. Weiterhin kann die Membran ein erstes, am Trageelement befestigtes Ende aufweisen und ein zweites an der feststehenden Oberfläche befestigtes Ende. Vorzugsweise umfaßt jedes der ersten und zweiten Enden einen verdickten Abschnitt, der durch eine Rille festgehalten wird, die sich radial in Bezug auf die Achse an der feststehenden Oberfläche bzw. den Trageelementen befindet. Durch solch eine Ausführungsform werden keine weiteren Montierelemente wie Schrauben, Nieten oder ähnliches gebraucht, und gleichzeitig ist die Membran fest an der feststehenden Oberfläche bzw. dem Trageelement in einer sicheren Weise befestigt. Die Membran kann eine Dikke von ungefähr 0,1 bis 0,3 mm haben und der Abstand zwischen dem Trageelement und der feststehenden Oberfläche kann ungefähr 2 bis 8, vorzugsweise 4 bis 6, mm betragen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Ventil ein Ventilgehäuse, in dem sich die feststehende Oberfläche, das Trageelement und die Membran befinden, und das einen Einlaßkanal aufweist.

Nach einer weiteren Ausführungform der Erfindung umfaßt die Ventilvorrichtung ein Antriebselement, das so angeordnet ist, um die Drehung des Trageelementes zwischen der ersten und zweiten Drehposition zu bewerkstelligen. Durch ein solches Antriebselement kann die Ventilvorrichtung vorzugsweise als ein Steuerventil in verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Das Antriebselement kann einen Drehmagneten umfassen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Ventilvorrichtung ein weiteres Ventil mit einem Auslaßkanal, einer feststehenden Oberfläche, einem von der feststehenden Oberfläche beabstandeten und um die Achse drehbaren Trageelement und einer Membran, die sich zwischen der feststehenden Oberfläche und dem Trageelement in solcher Weise befindet, daß, wenn das Trageelement sich in einer ersten Drehposition in Bezug auf die feststehende Oberfläche befindet, die Membran eine Öffnung bedeckt, die mit dem Auslaßkanal verbunden ist und sich in der feststehenden Oberfläche befindet, und, wenn sich das Trageelement in einer zweiten Drehposition befindet, die Öffnung freigegeben ist, wobei die Achse in einer Ebene, durch die sich die Achse erstreckt, zusammen mit der Generatrix der feststehenden Oberfläche des weiteren Ventils einen Winkel bildet. In einer solchen Ausführungsform kann die Ventilvorrichtung nach der Erfindung verwendet werden als ein Dreiwegventil, das eine sehr kompakte Konstruktion hat und einfach betrieben werden kann. Dabei bildet jede der feststehenden Oberflächen mindestens einen Teil eines halbkreisförmigen Weges, der sein Drehzentrum in der Achse hat, und die als halbkreisförmige Ringe ge formten Wege liegen im wesentlichen diametral entgegengesetzt zueinander in Bezug auf die Achse.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun näher erläutert durch verschiedene beispielhafte Ausführungformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine Querschnittseitenansicht und eine Ansicht von oben auf eine Grundplatte der Ventilvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt eine Ansicht von unten und eine Querschnittseitenansicht eines Ventilgehäuses für. die Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungform.
3 zeigt eine Ansicht von unten und eine teilweise Querschnittseitenansicht eines ersten Drehkolbens der Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
4 zeigt eine Ansicht von unten und eine teilweise Querschnittseitenansicht eines zweiten Drehkolbens der Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
5 zeigt eine Seitenansicht und eine Ansicht von oben einer Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
6 zeigt eine Seitenansicht eines Schaftelementes einer Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
7 zeigt eine Seitenansicht und eine Ansicht von oben eines Antriebselementes für die Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
8 zeigt eine teilweise Querschnittseitenansicht einer Ventilvorrichtung nach der ersten Ausführungform.
9 zeigt eine Seitenansicht und eine Ansicht der Membran von oben nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
10 zeigt eine Ansicht von unten und eine teilweise Querschnittseitenansicht eines zweiten Drehkolbens nach der zweiten Ausführungsform.
11 und 12 zeigen eine teilweise Querschnittansicht der Ventilvorrichtung in 8 in zwei unterschiedlichen Drehpositionen.
13 zeigt eine Querschnittseitenansicht und eine Ansicht von oben einer Bodenplatte einer Ventilvorrichtung nach der dritten Ausführungsform der Erfindung.
14 zeigt eine Ansicht von unten und eine Querschnittseitenansicht eines Ventilgehäuses für die Ventilvorrichtung nach der dritten Ausführungform.
15 zeigt eine Ansicht von unten und eine teilweise Seitenansicht des ersten Drehkolbens der Ventilvorrichtung nach der dritten Ausführungsform.
16 zeigt eine teilweise Querschnittseitenansicht der Ventilvorrichtung nach der dritten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen.
Zunächst sollte bemerkt werden, daß die Komponenten, die in den verschiedenen Ausführungsformen entsprechende Funktionen haben, mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Unter Bezugnahme auf die 1-12 sind eine Budenplatte 1, siehe insbesondere 1, und ein Ventilgehäuse 2, siehe insbesondere 2, gezeigt. Das Ventilgehäuse 2 wird, wie in 8 gezeigt, mittels Schraubenbolzen oder ähnlichem (nicht gezeigt) auf der Bodenplatte 1 angebracht, wobei sich die Bolzen durch Löcher 3 in der Bodenplatte 1 und dem Ventilgehäuse 2 erstrecken. In diesem montierten Zustand bilden das Ventilgehäuse 2 und die Bodenplatte 1, wie in 8 gezeigt, eine erste geschlossene Kammer 4, in der ein erstes, einfachwirkendes Ventil bereitgestellt wird, und eine zweite Kammer 5, in der ein zweites, einfachwirkendes Ventil bereitgestellt wird. Die Bodenplatte 1 umfaßt einen ersten Auslaßkanal 6 für das erste Ventil und einen zweiten Auslaßkanal 7 für das zweite Ventil. Weiterhin umfaßt die Bodenplatte einen Einlaßkanal 8 für das erste Ventil, wobei ein zweiter Einlaßkanal 9 für das zweite Ventil im Ventilgehäuse 2 vorgesehen ist. Der zweite Einlaßkanal 9 wird im offenbarten Beispiel durch den Umstand gebildet, daß das Ventilgehäuse 2 keine obere Begrenzungswand für die zweite Kammer 5 hat. Weiterhin umfaßt die Bodenplatte 1 eine erste Oberfläche 10, die sich in der ersten Kammer 4 befindet und als im wesentlichen halbkreisförmiger Weg ausgebildet ist. Weiterhin umfaßt die Bodenplatte 1 eine zweite Oberfläche 11, die sich in der zweiten Kammer 5 befindet und einen im we sentlichen halbkreisförmigen Weg bildet. Die zwei halbkreisförmigen Wege 10, 11 haben ein gemeinsames Drehzentrum 12 in der longitudinalen Achse der Ventilvorrichtung. Der erste Auslaßkanal 6 hat eine Öffnung im ersten Weg 10 und der zweite Auslaßkanal 7 hat eine Öffnung im zweiten Weg 11. Es sollte angemerkt werden, daß das Ventilgehäuse 2 eine Zwischenwand 13 aufweist, durch die die beiden Kammern 4, 5 voneinaner getrennt werden. In Richtung der longitudinalen Achse 12 erstreckt sich ein Schaftelement 14, siehe 6 und 8, das drehbar auf der Bodenplatte 1 getragen wird. Das Schaftelement 14 trägt ein erstes Trageelement oder einen ersten Drehbolzen 15, der sich in der ersten Kammer 4 befindet, und ein zweites Trageelement oder einen zweiten Drehbolzen 16, der sich in der zweiten Kammer 5 befindet, siehe insbesondere 3, 4, 8. Jeder der ersten Drehbolzen 1.5 und der zweiten Drehbolzen 16 umfaßt einen halbkreisförmigen Weg 17 bzw. 18, der sich über ein Viertel der Drehung erstreckt und ein Drehzentrum hat, das mit der longitudinalen Achse 12 im montierten Zustand der Ventilvorrichtung zusammenfällt. Im montierten Zustand sind die ersten und zweiten Drehbolzen 15, 16 fest am Schaftelement 14 befestigt in einer solchen Weise, daß sie, gesehen in der Richtung der longitudinalen Achse 12, einander diametral gegenüber liegen und in Bezug auf eine Ebene, die sich zwischen den Drehbolzen erstreckt und die longitudinale Achse umfaßt, spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Daher sind das Schaftelement 14 und die Drehbolzen 15, 16 in einer solchen Weise angeordnet, daß sie eine Viertelumdrehung zwischen zwei stabilen Endpositionen gedreht werden können, bei denen die Drehkolben 1.5, 16 an die Zwischenwand 13 anstoßen.
Zwischen dem ersten Drehkolben 15 und dem ersten Weg 10 bzw. zwischen dem zweiten Drehkolben 16 und dem zweiten Weg 11 befindet sich eine Membran 19, siehe 5. Jede Membran 19 ist an dem Weg 17 bzw. 18 der Drehkolben 15 und 16 befestigt mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende am Weg 10 bzw. 11 der Bodenplatte 1. Die Membran 19 besteht aus irgendeinem flexiblen, elastischen Material, vorzugsweise irgendein Kunststoffmaterial z. B. Polyurethan. Die Membran 19 kann eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 0,3 mm haben, d.h. ungefähr 0,2 mm. Es ist auch möglich, die Membran aus irgendeinem anderen Material herzustellen, z.B. Federblattstahl oder irgendein ähnliches Metallmaterial, das auch sehr dünn sein kann. Die Membran 19 kann auf verschiedene Weise an den Drehkolben 15, 16 bzw. der Bodenplatte 1 angebracht werden, z.B. durch Kleben, Nieten oder durch Schrauben, die nicht gezeigt sind und in die Wege in einer solchen Weise gedreht sind, daß diese Schrauben mit Vertiefungen 20 an den Enden der Membran 19, siehe 5, in Kontakt stehen. Nach einer zweiten Ausführungsform kann die Membran 19, wie in den 9 und 10 gezeigt, mit einem verdickten Abschnitt oder Wulst 21 an ihren beiden Enden ausgeführt sein, dieser verdickte Abschnitt kann seitwärts in eine Vertiefung 22 eingeführt werden, die sich in einer von den Wegen 10, 11, 17, 18 hervorstehenden Schulter befindet, und die sich parallel zu den Wegen erstreckt sowie radial auswärts von der Longitudinalachse. Solch eine Vertiefung 22 ist nur gezeigt für den zweiten Drehkolben 18 in 10. Die Vertiefung 22 ist in einer solchen Weise angeordnet, daß die sich über den Weg 18 erstreckende Öffnung dünner ist als die größte Breite der Vertiefung 22, wie sie sich weiter unten in der Vertiefung 22 findet.
7 offenbart ein Antriebselement 23, das eine Drehung des Schaftelementes 14 zwischen den beiden festen Endpositionen herbeiführt. Das Antriebslement 23 umfaßt einen Eisenkern 24 mit einer Wicklung 25, die mit einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) einer schematisch gezeigten Steuervorrichtung 26, siehe 11 und 12, verbunden ist, und einem Magneten 27, der fest mit dem Schaftelement 14 verbunden ist. Daher können das Schaftelement 14 und die beiden Drehkolben 15, 16 zwischen zwei Endpositionen bewegt werden aufgrund eines kurzen Spannungsimpules durch die Wicklung 25, der von der Steuervorrichtung 26 erzeugt wird.
Im montierten Zustand der Ventilvorrichtung ist jede Membran 19 in einer U-förmigen Schlaufe gebogen. Ein Bein dieser U-förmigen Schlaufe stößt an die Oberfläche 17, 18 des Drehkolbens 15, 16 an und das andere Bein der Schlaufe an den Weg 10, 11 der Bodenplatte 1. Dadurch besitzt der gekrümmte Abschnitt der U-förmigen Schlaufe einen solchen Krümmungsradius, daß der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wegen 10 und 17 bzw. 18 ungefähr 2 bis 8, vorzugsweise 4 bis 6, mm beträgt. Wenn das Schaftelement 14 und damit die beiden Drehkolben 15, 16 gedreht werden, wird die Membran entlang des Weges 10, 11 und 17, 18 in einer teilweisen Rollbewegung verschoben. In einer ersten solchen festen Endposition wird die in der Kammer 4 befindliche Membran 19 über die Auslaßöffnung 6 positioniert und bedeckt somit diese Öffnung, während die in der Kammer 5 befindliche Membran 19 in einer solchen Weise seitwärts zum Auslaßkanal 7 positioniert wird, daß dieser Kanal freigegeben ist zum Hindurchströmen eines Mediums. In der zweiten festen Endposition, in der das Schaftelement 14 eine Viertelumdrehung in Bezug auf die erste Endposition gedreht wurde, gibt die in der ersten Kammer 4 befindliche Membran 19 den Auslaßkanal 6 frei, während die in der zweiten Kammer 5 befindliche Membran 19 den Auslaßkanal 7 bedeckt. Diese zweite Endposition, in der der zweite Auslaßkanal 7 geschlossen ist, ist in 11 dargestellt, und die erste Endposition, in der der erste Auslaßkanal 6 geschlossen ist, ist in 12 dargestellt.
Wie in den 1, 3, 4 und 8 gezeigt, bilden die Wege 10, 11 bzw. 17, 18 Kegelstumpfoberflächen und stehen sich in solcher Weise gegenüber, daß die imaginären Kegelköpfe der konischen Oberflächen auf der Longitudinalachse 12 zusammenfallen, was durch gepunktete Linien G in 8 dargestellt ist.
Nach einer dritten Ausführungsform, gezeigt in den 13, 14, 15, 16 können die Wege 10, 11, 17, 18 stattdessen im wesentlichen eben und parallel zueinander sein. Durch solch eine Ausführungsform kann die Ventilvorrichtung noch kompakter ausgeführt werden, da der kleinste mögliche Krümmungsradius der U-förmigen Membran 19 den Abstand zwischen de Wegen 10 und 17 bzw. 11 und 18 bestimmt. Weiterhin sollte angemerkt werden, daß die Wege 10, 11, 17, 18 in dem in den 8 und 16 gezeigten Abschnitt auch eine konvexe oder konkave Oberfläche haben können. Wie aus den 8, 11, 12 klar ist, bildet die Achse 12 in der in diesen Fig. gezeigten Ebene einen Winkel zusammnen mit der Generatrix G der Wege 10, 11, 17, 18, die, wenn sie sich geradlinig erstreckt, auch die Achse 12 schneidet. Natürlich ist das auch der Fall für die dritte Ausführungsform, und 16 zeigt, daß eine geradlinige Verlängerung der Generatrix G der Wege 10, 11, 17, 18 senkrecht die Achse 12 schneidet.
Die offenbarte Ventilvorrichtung kann in sehr vielen verschiedenen Anwendungsgebieten verwendet werden. Sie kann als Steuer- oder Vorsteuerventil in Anlagen oder Systemen verwendet werden, die bei relativ hohen Drücken arbeiten, d.h. oberhalb des Atmosphärendruckes, wie auch bei relativ geringen Drücken, d.h. unterhalb des Atmosphärendruckes. Neben Anwendungen, die Luft oder Gase betreffen, kann sie auch in Anwendungen verwendet werden, die Flüssigkeiten betreffen.
Durch die Ausdrücke „Einlaßkanal" und „Auslaßkanal", wie sie in der vorliegenden Anmeldung verwendet wurden, wird die Richtung eines strömenden Mediums durch das Ventilgehäuse 2 angezeigt, d.h. das Medium strömt in das Ventilgehäuse 2 durch den Einlaßkanal 8, 9 hinein und aus dem Ventilgehäuse 2 durch den Auslaßkanal 6, 7 heraus. Daher wird sich ein „Vakuum" in einer möglichen Niederdruckanwendung in der entgegenge setzten Richtung bewegen, d.h. hinein durch den Auslaßkanal 6, 7 und heraus durch den Einlaßkanal 8, 9.
In den 11, 12 ist ein Kanal 28 gezeigt, der z.B. mit einer Vakuumpumpe verbunden sein kann, und ein Kanal 29, der mit einer Vorrichtung verbunden ist, z.B. in Verbindung mit einer Melkanordnung, an die wechselweise ein Vakuum und ein Atmosphärendruck angelegt werden. Somit fließt das Medium in der in 11 gezeigten zweiten Endposition durch den Kanal 25 durch ersten Kanal 8 hinein und durch den ersten Auslaßkanal 6 und den Kanal 28 heraus. Da die Venile einfachwirkend sind, muß der in der zweiten Kammer 5 herrschende Druck höher sein als der im Kanal 29. In der in 12 gezeigten ersten Drehposition wird die Verbindung zwischen den Kanälen 28 und 29 durch die Membran 29 in der ersten Kammer 4 geschlossen und das Medium kann durch den zweiten Einlaßkanal 9 hinein und durch den Kanal 29 herausströmen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche variiert und modifiziert werden. Obwohl die Ventilvorrichtung oben in Verbindung mit einem Dreiwegventil beschrieben worden ist, sollte es für den Fachmann klar sein, daß sie auch in Anwendungen eines einfach wirkenden Zweiwegventils verwendet werden kann.

Claims

Ventilvorrichtung mit einem Ventil, das einen Auslaßkanal (6, 7) umfaßt, eine feststehende Oberfläche (10, 11), ein von der feststehenden Oberfläche beabstandetes, rund um eine Achse (12) drehbares Trageelement (15, 16) und eine Membran (19), die in solcher Weise zwischen der feststehenden Oberfläche und dem Trageelement angeordnet ist, daß, wenn sich das drehbare Trageelement in einer ersten Drehposition in Bezug auf die feststehende Oberfläche befindet, die Membran eine mit dem Auslaßkanal (6, 7) verbundene und in der feststehenden Oberfläche (10, 11) befindliche Öffnung bedeckt, und, wenn sich das Trageelement in einer zweiten Drehposition befindet, die Öfffnung freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatrix (G) der feststehenden Oberfläche (10, 11) zusammen mit der Achse (12) einen Winkel bildet in einer Ebene, in der sich sowohl die Generatrix als auch die Achse (12) erstrecken.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Oberfläche (10, 11) mindestens einen Teil eines ringförmigen Weges mit seinem Drehzentrum in der Achse (12) bildet.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trageelement (15, 16) eine Trageoberfläche (17, 18) umfaßt, die der feststehenden Oberfläche (10, 11) zugewandt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageoberfläche (17, 18) mindestens einen Teil eines ringförmigen Weges mit seinem Drehzentrum in der Achse (12) bildet.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageoberfläche (17, 18) und die feststehende Oberfläche (10, 11) im wesentlichen eben und parallel zueinander sind.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageoberfläche (17, 18) und die feststehende Oberfläche (10, 11) von zwei sich zugewandten Kegelstümpfen gebildet werden.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstümpfe einen Kegelwinkel haben, dass ihre imaginären Kegelköpfe auf der Achse (12) zusammenfallen.
Ventilvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (19) ein flexibles Material umfaßt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material (19) in einer Schlaufe zwischen der feststehenden Oberfläche (10, 11) und dem Trageelement (14, 15) in solcher Weise gebogen ist, daß ein Teil der Schlaufe die Öffnung (6, 7) in der ersten Drehposition bedeckt und daß die Schlaufe die Öffnung in der zweiten Drehposition freigibt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (19) ein erstes am Trageelement (15, 16) befestigtes erstes Ende (20, 21) umfaßt und ein zweites an der feststehenden Oberfläche (10, 11) befestigtes zweites Ende (20, 21).
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der ersten und zweiten Enden einen verdickten Abschnitt (21) umfaßt, der von einer Rille (22) festgehalten wird, die sich radial in Bezug auf die Achse an der feststehenden Oberfläche (10, 11) bzw. dem Trageelement (15, 16) erstreckt.
Ventilvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (19) eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 0,3 mm aufweist.
Ventilvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abstand ungefähr 2 bis 8 mm beträgt.
Ventilvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Ventilgehäuse (1, 2) umfaßt, in dem sich die feststehende Oberfläche (10, 11), das Trageelement und die Membran (19) befinden und das einen Auslaßkanal (8, 9) aufweist.
Ventilvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebselement (23) so angeordnet ist, um die Drehung des ersen Trageelementes (15, 16) zwischen den ersten und zweiten Drehpositionen zu bewerkstelligen.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (23) einen Drehmagneten (24, 25, 26) umfaßt.
Ventilvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein weiteres Ventil aufweist mit einem Auslaßkanal (6, 7), einer feststehenden Oberfläche (10, 11), ein von der feststehenden Oberfläche beabstandetes und um eine Achse (12) drehbares Trageelement und eine Membran (19), die zwischen der feststehenden Oberfläche und dem Trageelement in solcher Weise angeordnet ist, daß, wenn sich das Trageelement in einer ersten Drehposition in Bezug auf die feststehende Oberfläche befindet, die Membran eine mit dem Auslaßkanal (6, 7) verbundene und auf der feststehenden Oberfläche (10, 11) befindliche Öffnung bedeckt, und, wenn das Trageelement sich in einer zweiten Drehposition befindet, die Öffnung freigegeben wird, und daß die Achse (12) in einer Ebene, durch die sich die Achse (12) erstreckt, zusammen mit der Generatrix (G) der feststehenden Oberfläche (10) des weiteren Ventils einen Winkel bildet.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede der feststehenden Oberflächen (10, 11) mindestens einen Teil eines halbkreisförmigen Weges mit dem Drehzentrum in der Achse bildet, und daß die Wege in Bezug auf die Achse (12) sich im wesentlichen diametral einander gegenüber befinden.