Ein derartiges Schaltventil ist beispielsweise aus der FR-A-1.378.578 bekannt. Das dort verwendete Schaltventil dient insbesondere zum Freigeben bzw. Schlie en von Sprühanlagen. Die Schlie stellung wird hierbei durch Betätigung eines Handhebels erreicht, der auf eine Betätigungsstange (Stö el) wirkt, an dessen vorderem Ende ein kegelförmiges Ventilelement angeordnet ist. Das Ventilelement ist dabei von wenigstens einer Druckfeder auf den Ventilsitz zur Sperrung des Fluiddurchlasses gedrückt.

Um in dieser Schlie stellung eine hohe Schlie kraft des Ventils zu ermöglichen, werden hierbei üblicherweise relativ starke Druckfedern verwendet, die jedoch für das Umschalten des Schaltventils in die Offen- oder Freigabestellung relativ hohe Betätigungskräfte erfordern. So wird in der genannten Druckschrift ein mehrteiliger Betätigungshebel mit entsprechender Kraftübersetzung vorgeschlagen, wobei jedoch die Bauweise sehr aufwendig wird. Zudem ist diese übliche Bauweise mit mehreren Übersetzungshebeln verschlei behaftet, insbesondere bei häufigen Umschaltvorgängen. Darüberhinaus wird hierdurch das Bauvolumen eines derartigen Schaltventils in nachteiliger Weise erhöht.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und ein Schaltventil zu schaffen, das eine hohe Schlie kraft bei geringer Betätigungskraft aufweist, sowie eine einfache und kompakte Bauweise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schaltventil mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Ausbildung einer ringförmigen Kolbenfläche an der Betätigungsstange und einer Ausgleichsleitung, die mit dem Fluiddurchla in Verbindung steht, wird erreicht, da in der Fluidleitung anstehender Druck auf die Rückseite des Ventilelementes umgeleitet wird und dort durch Beaufschlagung der ringförmigen Kolbenfläche die Schlie kraft des Ventilelementes erhöht. Dadurch wird eine "Ausbalancierung" in Anpassung an den jeweils anliegenden Druck erreicht. Es sei darauf hingewiesen, da im Flächenvergleich zu der Dichtfläche des Ventilelements die ringförmige Kolbenfläche eine grö ere effektive Kolbenfläche aufweist, so da das Ventilelement immer in Richtung der Schlie stellung beaufschlagt wird.

Dies ermöglicht in bevorzugter Weise die Verwendung einer relativ schwachen Druckfeder, da die erforderliche Schlie kraft insbesondere durch Wirkung des Fluids an der ringförmigen Kolbenfläche erreicht wird. Somit kann auch ein relativ kurzer Handhebel zur Betätigung des Schaltventils verwendet werden bzw. entsprechend kompakte Spindel- bzw. Exzenterantriebe oder Pneumatikzylinder. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine besonders kompakte Bauweise.

In vorteilhafter Ausführung ist die Kolbenfläche einstückig mit der Betätigungsstange für das Ventilelement ausgebildet, nämlich als einfaches Drehteil, an dem ein Ringbund als Kolbenfläche angeformt ist. Zudem kann diese ringförmige Kolbenfläche zugleich als Abstützfläche für die Druckfeder ausgebildet sein.

In besonders einfacher Bauweise wird die Ausgleichs leitung zentral durch die Betätigungsstange hindurchgeführt, beispielsweise in Form einer mittigen Bohrung und einer sich daran anschlie enden Querkanalbohrung. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Fertigung. Jedoch kann die Ausgleichs leitung auch au en im Ventilkörper ausgebildet sein oder exzentrisch in der Betätigungsstange, insbesondere wenn ein zentraler Fluiddurchla erwünscht ist.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele des Schaltventils anhand der Zeichnungen beschrieben und erläutert.

Hierbei zeigen: Fig. 1 ein Schaltventil in Offenstellung; Fig. 2 das Schaltventil gemä Fig. 1 in Schlie stellung; Fig. 3 das Schaltventil gemä Fig. 1 und 2 mit einer pneumatischen Betätigung; Fig. 4 eine Ausführung mit einer Hebelbetätigung des Schaltventils; Fig. 5 eine abgewandelte Ausführung des Schaltventils in Offenstellung; und Fig. 6 die Ausführung gemä Fig. 5 in Schlie stellung.

In Fig. 1 ist ein Schaltventil 1 in Offenstellung dargestellt, wobei innerhalb eines im wesentlichen zylindrischen Ventilkörpers 2 ein Ventilelement 4 von einem Ventilsitz 5 beabstandet ist, so da hierdurch ein strichpunktiert eingezeichneter Fluiddurchla ermöglicht wird. Der Ventilkörper 2 ist hier aus drei Einzelteilen 2a, 2b und 2c aufgebaut und zu einer zylindrischen Einheit verschraubt. In dem mittigen Ventilkörperteil 2b ist hierbei der Fluideinla ausgebildet, während in dem Ventilkörperteil 2c der Fluidausla vorgesehen ist. Die Anordnung kann jedoch auch umgekehrt sein, wie dies mit dem Doppelpfeil angedeutet ist. In dem Ventilkörperteil 2c ist des weiteren der Ventilsitz 5 durch Einsatz einer entsprechenden Dichtung ausgebildet. Diese Bauweise mit Verschraubung zwischen den Ventilkörperteilen 2b und 2c besitzt den Vorteil, da hierdurch der Ventilsitz 5 im Wartungsfalle schnell ausgetauscht werden kann. Ebenso können hierdurch verschiedene Anschlüsse, hier in Form eines Innengewindes, geschaffen werden.

Das hülsenförmige Ventilelement 4 ist hier an der Spitze einer Betätigungsstange 6 aufgeschraubt, so da das Ventilelement 4 ebenfalls schnell austauschbar ist, sowie auch gegenüber der Betätigungsstange 6 aus einem verschlei festeren Werkstoff gebildet sein kann. Das Ventilelement 4 kann jedoch auch einstückig mit der Betätigungsstange 6 ausgebildet sein, oder mit dieser verlötet/verschwei t oder verpre t sein.

Die Betätigungsstange 6 ist einerseits in dem mittleren Ventilkörperteil 2b und andererseits in einem betätigungsseitigen Ventilkörperteil 2a geführt. Die Betätigungsstange 6 ist dabei bevorzugt von einer Druckfeder 7 in Richtung auf die Schlie stellung, also der Anlage des Ventilelementes 4 an dem Ventilsitz 5, beaufschlagt. Die Druckfeder 7 greift hierbei einerseits an dem Ventilkörperteil 2a und andererseits an einem ringförmigen Bund an, der zugleich eine Kolbenfläche 8 bildet. Die Kolbenfläche 8 wird neuerungsgemä über eine Ausgleichs leitung 9 mit Fluid beaufschlagt. Bestandteil der Ausgleichsleitung 9 sind auch eine oder mehrere Querbohrungen 9a in der Betätigungsstange 6.

In Fig. 2 ist die Schlie stellung des Schaltventils 1 dargestellt. Wenn somit im Bereich des Ventilkörperteils 2c noch ein Druck vorliegt, wird über die Ausgleichsleitung 9 der Raum, in dem sich die Druckfeder 7 befindet und damit die Kolbenfläche 8, beaufschlagt, so da die Betätigungsstange 6 stärker in Richtung des Ventilsitzes 5 gedrückt wird. Hierdurch wird die Schlie kraft in Schlie stellung erhöht. Der somit gebildete Druckraum, in dem sich die Druckfeder 7 befindet, ist dabei über mehrere Dichtungen 10 gegenüber der Au enseite abgedichtet.

Zwischen den Ventilkörperteilen 2a und 2b ist zudem ein Ausgleichsraum 11 vorgesehen, der die Axialbewegung der Betätigungsstange 6 ermöglicht. Dieser Ausgleichsraum 11 ist hier mit einer Entlüftungsbohrung 12 im Ventilkörper 2 verbunden, so da sich hierdurch kein Druck aufbauen kann, der die Axialbewegung der Betätigungsstange 6 beeinträchtigen könnte. Dieser Ringraum 11 kann jedoch zur Ermöglichung oder Unterstützung der Axialbewegung in die Offenstellung auch druckbeaufschlagt sein, indem beispielsweise an die Bohrung 12 eine schaltbare Druckleitung angeschlossen ist. Weiterhin ist an dem betätigungsseitigen Ende des Ventilkörperteils 2a ein Gewinde 13 (oder ähnliches Befestigungselement) vorgesehen, an das in Verbindung mit einem Gewinde 6a an der Betätigungsstange 6 ein Schaltelement 20 bzw. 30 anschlie bar ist, wie dies nachfolgend beschrieben wird.

In Fig. 3 ist hierbei an den Ventilkörper 2 ein Pneumatikzylinder 20 angeschlossen, nämlich mit einem Au enteil 21 an dem Gewinde 13 und einem Kolbenteil 22 an dem Gewinde 6a der Betätigungsstange 6. Bei Zuführung von Druckluft (bzw. in der Ausführung als Hydraulikzylinder auch von Drucköl) wird das Kolbenteil 22 nach rechts verschoben, so da das Schaltventil 1 die Offenstellung gemä Fig. 1 einnimmt. Bei Druckentlastung wird das Druckteil 22 durch die Kuppelung mit der Betätigungsstange 6 mit der Druckfeder 7 nach links in die Schlie stellung gemä Fig. 2 gedrückt. Beachtenswert ist hierbei insbesondere die einfache Anschlie barkeit des Pneumatikzylinders 20 und die kompakte Bauweise.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführung eines Schaltelementes in Form eines Handhebels 30 gezeigt. Hierbei erfolgt wiederum der Anschlu an den Ventilkörper 2 mittels des Gewindes 13, an dem eine Abstützhülse 31 aufschraubbar ist. Der Handhebel 30 ist hierbei an einer Hebelstange 32 gelagert, die in das Gewinde 6a der Betätigungsstange 6 eingeschraubt ist. Der Handhebel 30 kann jedoch auch ohne Zwischenschaltung der Abstützhülse 31 befestigt sein. Ebenso kann aufgrund der"druckbalancierten"Ausführung und der damit erreichten geringen Betätigungskraft ein Handgriff zum Verschieben der Betätigungsstange 6 vorgesehen sein. In der Ausführung als Absperrventil, z.B. für eine Gasflasche, kann die Betätigungsstange 6 auch als Spindel ausgebildet sein, die mittels eines Handrades (anstatt des Handhebels 20) drehbar und damit in die Schlie -/Offenstellung bewegbar ist.

Somit ergibt sich hier eine besonders einfache Ankuppelung und eine kompakte Bauweise. Anstatt der hier dargestellten Schaltelemente in Form eines Pneumatikzylinders 20 oder eines Handhebels 30 kann natürlich auch ein in die Betätigungsstange 6 eingreifender Exzenterhebel (z. B. gemä der EP-A-0 340 879) oder ein Hydraulikzylinder verwendet werden, obwohl aufgrund der geringen Betätigungskraft des Schaltventils 1 eine hydraulische Betätigung grundsätzlich nicht erforderlich ist. Dennoch kann diese Art der Betätigung zweckmä ig sein, insbesondere wenn durch den Fluiddurchla 3 Hydrauliköl gefördert wird, so da dieses Medium dann in einfacher Weise auch für die Schaltung des Schaltventils 1 herangezogen werden kann. Zudem kann durch die Betätigungsstange 6 zugleich mit dem Schlie en des Ventilelements 4 auch ein Entlüftungsventil (ähnlich der Entlüftungsbohrung 12 in Fig. 1) oder zumindest ein weiteres Ventil mit geringer Verzögerung in Folgeschaltung betätigt werden. So kann beispielsweise hierzu in die Ausgleichsleitung 9 eine Druckstange 50 eingesetzt sein, die in Fig. 6 in Strichlinien angedeutet ist.

In Fig. 5 und 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Schaltventils 1 mit pneumatischer Betätigung gezeigt, wobei in Fig. 5 die Offen- bzw. Durchla stellung und in Fig. 6 die Schlie stellung dargestellt ist. Die Betätigung des Ventilelementes 4' erfolgt hier im Unterschied zu den Fig. 1 bis 4 von der entgegengesetzten Seite des Fluiddurchlasses 3 aus, nämlich von der hier linken Ausla seite.

Aufgrund dieser Abwandlung ist das Bezugszeichen für das Ventilelement 4 mit einem Apostroph versehen. Entsprechendes gilt für die weiteren Bauteile, die grundsätzlich mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 4 bezeichnet sind und nur in Abwandlung zur Unterscheidung mit einem Apostroph versehen sind. Hierbei drückt somit die Betätigungsstange 6 das Ventilelement 4' unter Beaufschlagung eines Pneumatikzylinders 20 (wie in Fig. 3) in die Offenstellung und gibt das Ventilelement 4' bei drucklosem Zustand des Pneumatikzylinders 20 in die Schlie stellung frei, so da das Ventilelement 4' durch eine gesonderte Feder 7' (auch mit Freigabe der Betätigungsstange 6 mittels Unterstützung durch die Feder 7) auf den Ventilsitz 5 gedrückt wird.

Das Ventilelement 4' ist hierbei in einem Umströmungskörper 40 gelagert, so da sich eine gleichförmige Umströmung in der Durchla stellung ergibt. An der Rückseite des Ventilelementes 4' ist wiederum eine ringförmige Kolbenfläche 8' ausgebildet, die über die innerhalb der Betätigungsstange 6 verlaufende Ausgleichs leitung 9 mit dem ausla seitigen Fluiddurchla 3 in Verbindung steht. Somit wird auch hier der in dem Fluiddurchla 3 anstehende Druck auf die Rückseite des Ventilelementes 4' umgeleitet und dort durch die Beaufschlagung der ringförmigen Kolbenfläche 8' die Anpre - und Schlie kraft des Ventilelementes 4' erhöht. Die Durchla richtung kann natürlich hierbei auch umgekehrt werden. Beim Schlie en des Ventilelements 4' wird zudem die mit Spielpassung zentral eingesetzte Druckstange 50 axial verschoben, so da dadurch ein Entlüftungsventil oder sonstiges Ventil ebenfalls betätigt werden kann.