Title:
Valve for use in valve upper section for inserting into valve housing, comprises valve housing with inlet and outlet, and valve upper section that is provided with cartridge housing in valve housing
Kind Code:
A1


Abstract:
The valve comprises a valve housing (1) with an inlet and an outlet. A valve upper section is provided with a cartridge housing (15) in the valve housing. The cartridge housing is arranged in a semi-circular segment of a cartridge housing bottom (3). The cartridge housing has a bottom opening, and is provided in a cartridge housing side panel with a locking arrangement.



Inventors:
Heyka, Wilfried (Recklinghausen, 45659, DE)
Application Number:
DE102007035656
Publication Date:
01/29/2009
Filing Date:
07/27/2007
Assignee:
Seppelfricke Armaturen GmbH (Gelsenkirchen, 45881, DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE3323008A1N/A1985-01-03



Attorney, Agent or Firm:
ZENZ Patent- und Rechtsanwälte (Essen, 45128)
Claims:
1. Ventil mit
– einem Ventilgehäuse (1), das eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist,
– einem in das Ventilgehäuse (1) eingesetzten Ventiloberteil mit einem Patronengehäuse (15), das mindestens eine in einem Halbkreissegment des Patronengehäusebodens (3) angeordnete, verschließbare Bodenöffnung und mindestens eine in der Patronengehäuseseitenwand angeordnete, auf die Umfangsposition der Bodenöffnung ausgerichtete Seitenwandöffnung aufweist, und
– Positionierungsmitteln, die einerseits dem Ventilgehäuse (1) und andererseits dem Ventiloberteil zugeordnet sind und die Seitenwandöffnung des Patronengehäuses (15) definiert auf eine Öffnung des Ventilgehäuses (1) ausrichten.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronengehäuse (15) des Ventiloberteils in das Ventilgehäuse (1) eingesteckt ist und von einem an dem Ventilgehäuse (1) befestigten Deckel (12) gehalten wird.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronengehäuse (15) des Ventiloberteils eine drehbare Schaltwelle (7) umfaßt, die eine mit dem Patronengehäuseboden (3) zusammenwirkende Steuerscheibe (4) betätigt, welche mindestens eine außermittige, komplementär zur Bodenöffnung des Patronengehäuses (15) angeordnete Steueröffnung aufweist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Patronengehäuseboden (3) als eine Dichtscheibe ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe und die Steuerscheibe (4) zumindest teilweise aus Keramik gefertigt sind.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (7) den Deckel (12) des Ventiloberteils durchdringt und einen Drehgriff (9) trägt.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (7) einen Rückflußverhinderer (5, 6, 13) umfaßt, der sich mit der Schaltwelle (7) dreht und dessen Ventilelement (5, 6) mit der Steueröffnung der Steuerscheibe (4) zusammenwirkt.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer ein Vorspannmittel (14) umfaßt, das den Rückflußverhinderer derart vorspannt, daß die Steueröffnung der Steuerscheibe (4) geöffnet oder verschlossen ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung des Ventilgehäuses axial zueinander angeordnet sind, und dass das Ventiloberteil in einem Winkel zwischen 30° und 50°, und vorzugsweise in einem Winkel von 40°, zur durch die Austrittsöffnung und die Eintrittsöffnung des Ventilgehäuses definierten Ventilgehäuseachse angeordnet ist.

10. Ventiloberteil zum Einsetzen in ein Ventilgehäuse (1), welches eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist, mit
– einem Patronengehäuse (15), das mindestens eine in einem Halbkreissegment des Patronengehäusebodens (3) angeordnete, verschließbare Bodenöffnung und mindestens eine in der Patronengehäuseseitenwand angeordnete, auf die Umfangsposition der Bodenöffnung ausgerichtete Seitenwandöffnung aufweist, und
– Positionierungsmittel zum Zusammenwirken mit komplementären Positionierungsmittel des Ventilgehäuses (1), um die Seitenwandöffnung des Patronengehäuses (15) definiert auf ein und dieselbe Öffnung des Ventilgehäuses (1) auszurichten.

11. Ventiloberteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronengehäuse (15) in das Ventilgehäuse (1) einsteckbar ist und einen an dem Ventilgehäuse (1) befestigbaren Deckel (12) aufweist.

12. Ventiloberteil nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronengehäuse (15) eine drehbare Schaltwelle (7) enthält, die eine mit dem Patronengehäuseboden (3) zusammenwirkende Steuerscheibe (4) betätigt, welche mindestens eine außermittige, komplementär zur Bodenöffnung des Patronengehäuses (15) angeordnete Steueröffnung aufweist.

13. Ventiloberteil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Patronengehäuseboden (3) als Dichtscheibe ausgebildet ist.

14. Ventiloberteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe und die Steuerscheibe (4) zumindest teilweise aus Keramik gefertigt sind.

15. Ventiloberteil nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (7) den Deckel (12) des Ventiloberteils durchdringt und einen Drehgriff (9) trägt.

16. Ventiloberteil nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (7) einen Rückflußverhinderer (5, 6, 13) umfaßt, der sich mit der Schaltwelle (7) dreht und dessen Ventilelement (5, 6) mit der Steueröffnung der Steuerscheibe (4) zusammenwirkt.

17. Ventiloberteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer ein Vorspannmittel (14) umfaßt, das den Rückflußverhinderer derart vorspannt, daß die Steueröffnung der Steuerscheibe (4) geöffnet oder verschlossen ist.

18. Ventilgehäuse (1) zur Aufnahme eines Ventiloberteils, dessen Patronengehäuse (15) eine in seiner Seitenwand angeordnete Seitenwandöffnung aufweist, mit
– einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung und
– Positionierungsmitteln zum Zusammenwirken mit komplementären Positionierungsmitteln des Ventiloberteils, um die Seitenwandöffnung des Patronengehäuses (15) definiert auf ein und dieselbe Öffnung des Ventilgehäuses (1) auszurichten.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil und insbesondere ein Ventil mit einer keramischen Scheibenabsperrung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Ventiloberteil sowie ein entsprechendes Ventilgehäuse, wobei das Ventiloberteil eine Absperrfunktionalität aufweist.

Bei Ventilen bzw. Ventiloberteilen mit Scheibenabsperrung wird ein Volumenstrom durch eine bewegliche Steuerscheibe geöffnet und geschlossen. Die Betätigung erfolgt dabei zumeist manuell über entsprechende Betätigungselemente. Ein Vorteil einer solchen Scheibenabsperrung ist der kurze Betätigungsweg gegenüber einem Schließvorgang eines Ventiloberteils mit steigendem Schließkörper.

Aus der DE 33 23 008 A1 ist ein prinzipieller Aufbau eines Ventils bzw. Ventiloberteils mit Scheibenabsperrung bekannt. Das Ventiloberteil weist ein hülsenartiges Kopfstück auf, das in einem Ventilgehäuse befestigbar ist und Durchtrittsöffnungen in der Wandung aufweist. Bei der dem Wasserzulauf zugewandten Stirnseite des Kopfstückes weist dieses eine erste Ventilscheibe auf, die mit Durchtrittsöffnungen versehen ist. In dem Kopfstück ist drehbar eine Spindel angeordnet, an deren dem Wasserzulauf zugewandten Ende ein hülsenförmiger Mitnehmer befestigt ist, der in seiner Wandung Durchtrittsöffnungen aufweist. An der dem Wasserzulauf zugewandten Stirnseite weist dieser Mitnehmer eine zweite Ventilscheibe mit einer halbkreisförmigen Durchtrittsöffnung auf, wobei die zweite Ventilscheibe an der ersten Ventilscheibe anliegt.

Das Ventiloberteil selbst wird in ein entsprechendes Ventilgehäuse eingeschraubt, was dazu führt, dass die Durchtrittsöffnungen des Kopfstücks des Ventiloberteils eine zufällige Orientierung zur Austrittsöffnung der Armatur einnehmen. Der Volumenstrom durch das Ventiloberteil wird so, je nach Sitz des Ventiloberteils in dem Ventilgehäuse, ungünstig umgelenkt und ist damit verlustreich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil bereitzustellen, das einen reibungsarmen und verlustfreien Volumenstrom durch das Ventil gewährleistet.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Ventil mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.

Das erfindungsgemäße Ventil weist ein Ventilgehäuse mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung auf, wobei die Austrittsöffnung vorzugsweise axial zu der Eintrittsöffnung angeordnet ist. Das Ventilgehäuse kann aus einem beliebigen geeigneten Material gefertigt sein, wobei die Verwendung von Messing bevorzugt ist.

In das Ventilgehäuse eingesetzt ist ein Ventiloberteil mit einem Patronengehäuse, wobei das Patronengehäuse mindestens eine in einem Halbkreissegment des Patronengehäusebodens angeordnete, verschließbare Bodenöffnung und mindestens eine in der Patronengehäuseseitenwand angeordnete, auf die Umfangsposition der Bodenöffnung ausgerichtete Seitenwandöffnung aufweist. Eine Ausrichtung der Seitenwandöffnung an der Umfangsposition der Bodenöffnung gewährleistet einen minimalen Strömungsweg in dem Ventiloberteil. Zur weiteren Verminderung des Strömungsweges ist es ferner bevorzugt, dass die Seitenwandöffnung möglichst tief in der Wand des Patronengehäuses angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil ist das Ventiloberteil mit dem Patronengehäuse in das Ventilgehäuse eingesetzt bzw. eingeschoben. Bei der Materialwahl des Ventiloberteils und des Ventilgehäuses ist darauf zu achten, dass eine möglichst geringe Reibung zwischen diesen Materialien herrscht, da ansonsten das Einschieben und ein ggf. zu einem späteren Zeitpunkt notwendig werdendes Entfernen des Ventiloberteils aus dem Gehäuse übermäßig erschwert ist.

Das Ventil weist ferner Positionierungsmitteln auf, die einerseits dem Ventilgehäuse und andererseits dem Ventiloberteil zugeordnet sind und die die Umfangslage der Seitenwandöffnung des Patronengehäuses definiert auf eine Öffnung in der Seitenwand des Ventilgehäuses ausrichten. Die Positionierungsmittel können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass das Ventiloberteil bei zumindest einem Abschnitt einen Vorsprung aufweist, der in eine komplementäre Ausnehmung des Ventilgehäuses eingreift. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Positionierungsmittel derart ausgebildet sind, dass der Patronengehäuseboden einen Vorsprung aufweist, der in eine komplementäre Ausnehmung des Ventilgehäuses eingreift. Die genaue Beschaffenheit des Positionierungsmittels hängt von dem jeweiligen Anwendungszweck ab.

Die oben beschriebene Ausrichtung des Ventiloberteils relativ zu dem Ventilgehäuse gewährleistet eine definierte Lage der Seitenwandöffnung des Patronengehäuses zu einer Öffnung des Ventilgehäuses. So ist es auf einfache Weise möglich, stets eine maximale Überlappung zwischen Seitenwandöffnung des Patronengehäuses und der Öffnung in dem Ventilgehäuse zu schaffen. Mit anderen Worten ist der Strömungsquerschnitt beim Übergang Seitenwandöffnung/Gehäuseöffnung maximal.

Durch Kombination der Ausrichtung der Seitenwandöffnung an der Umfangsposition der Bodenöffnung sowie der definierten Anordnung der Seitenwandöffnung des Patronengehäuses an einer Ventilgehäuseöffnung wird stets ein reibungsarmer und möglichst verlustfreier maximaler Volumenstrom durch das Ventil gewährleistet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Patronengehäuse des Ventiloberteils in das Ventilgehäuse eingesteckt und wird von einem an dem Ventilgehäuse befestigten Deckel gehalten. Durch eine derartige Aufteilung des Ventiloberteils ist zum einen die für die Erfindung notwendige Einsteckbarkeit des Ventiloberteils in das Ventilgehäuse und zum anderen eine einfache Fixierung des Ventiloberteils an dem Ventilgehäuse gewährleistet. Im Falle einer Undichtheit ist ein einfacher Zugriff auf die dichtenden Teile des Ventils möglich, indem man den Deckel entfernt und das Patronengehäuse aus dem Ventilgehäuse zieht.

Vorteilhafterweise umfaßt das Patronengehäuse des Ventiloberteils eine drehbare Schaltwelle, die eine mit dem Patronengehäuseboden zusammenwirkende Steuerscheibe betätigt, welche mindestens eine außermittige, komplementär zur Bodenöffnung des Patronengehäuses angeordnete Steueröffnung aufweist. Durch diese bauliche Maßnahme wird eine Scheibenabsperrung bei dem erfindungsgemäßen Ventil realisiert. Im geschlossenen Zustand des Ventils ist die Schaltwelle derart gedreht, dass keine Überlappung zwischen Bodenöffnung des Patronengehäuses und der Steueröffnung vorliegt. Öffnet man das Ventil, wird die Steueröffnung über die Schaltwelle derart positioniert, dass eine maximale Überlappung zwischen Steueröffnung und Bodenöffnung in dem Patronengehäuse vorliegt.

Eine derartige Scheibenabsperrung hat den Vorteil, dass ein kurzer Betätigungsweg gegenüber einem Schließvorgang mit steigendem Ventiloberteil gewährleistet ist. Dies ist insbesondere bei solchen räumlichen Gegebenheiten von Vorteil, bei denen das Ventil nur von der Seite erreicht werden kann. Das Material der Schaltwelle ist derart zu wählen, dass es zum einen stabil genug ist, eine zum öffnen und Schließen des Ventils geeignete Kraft zu übertragen, anderseits muß sichergestellt werden, dass das Material der Schaltwelle nicht von einem das Ventil durchströmenden Fluid angegriffen wird. Die Schaltwelle wird vorzugsweise aus einem technischen Kunststoff wie beispielsweise POM oder PPSU gefertigt. Das Material der Schaltwelle sowie das Material des Patronengehäuses sollten ferner so aufeinander abgestimmt sein, dass ein einfaches Betätigen des Ventils sichergestellt ist.

Die von der Schaltwelle betätigte Steuerscheibe kann einstückig mit der Schaltwelle ausgebildet oder lösbar an dieser befestigt sein. Eine lösbare Befestigung der Steuerscheibe an der Schaltwelle ermöglicht einen Austausch dieser, sollten sich im Laufe des Betriebes Verschleißerscheinungen an der Steuerscheibe zeigen. Vorteilhafterweise muß dann nicht die gesamte Schaltwelle verworfen werden, sondern es ist lediglich ein Austausch der Steuerscheibe notwendig. Auf diese Weise lassen sich Kosten sparen und es wird einer Materialverschwendung vorgebeugt. Im Falle einer lösbar befestigten Steuerscheibe kann diese auf eine dem Fachmann bekannte Art an der Schaltwelle befestigt sein.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Patronengehäuseboden als eine Dichtscheibe ausgebildet. Die Dichtscheibe ist lösbar in dem Patronengehäuse befestigt, was den Vorteil hat, dass diese im Falle des Auftretens von Verschleißerscheinungen ausgewechselt werden kann, ohne dass das gesamte Patronengehäuse zu verwerfen ist. Auf diese Weise ist es ferner möglich, das Material des Patronengehäusebodens über die Wahl einer geeigneten Dichtscheibe an die Eigenschaften des abzusperrenden Fluids anzupassen. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass das Material der Dichtscheibe sowie das Material der Steuerscheibe derart aufeinander abgestimmt werden, dass ein einfaches Betätigen des Ventils ermöglicht ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Dichtscheibe und die Steuerscheibe zumindest teilweise aus einem Keramikwerkstoff gefertigt. Wenn die Dichtscheibe und die Steuerscheibe nur teilweise aus einem Keramikwerkstoff gefertigt sind, sollten die beim Betätigen des Ventils aneinander reibenden Oberflächen der Scheiben aus dem Keramikwerkstoff gefertigt sein. Die Verwendung von Keramikscheiben ist vorteilhaft, da diese eine ausgesprochen hohe Widerstandsfähig selbst gegenüber korrosiven und abrasiven Fluiden aufweisen. Die Verwendung des Keramikmaterials gewährleistet ferner eine dauerhafte Leichtgängigkeit des Ventils bei der Betätigung sowie eine geringe Beeinträchtigung der Funktionalität des Ventils bei typischen Verkalkungen.

Im Falle einer Fehlfunktion des Ventils ist es vorteilhaft, dass die Schaltwelle den Deckel des Ventiloberteils durchdringt und einen Drehgriff trägt, da in einem solchen Falle der Drehgriff von dem Ventiloberteil gelöst werden kann und wieder verwendbar ist.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Schaltwelle einen Rückflußverhinderer, der sich mit der Schaltwelle dreht und dessen Ventilelement mit der Steueröffnung der Steuerscheibe zusammenwirkt. Der häufig erforderliche Einsatz eines Rückflußverhinderers in einer Installation wird damit auf eine kostengünstige Weise ohne die ansonsten notwendige Installation einer zusätzlichen Rückflußpatrone mit ihrem umgebenden Gehäuse realisiert. Zudem ist ein einfacher Zugang zu dem Rückflußverhinderer durch Entfernen des Ventiloberteils aus dem Ventilgehäuse oder Entfernen des Deckels und Entnehmen der Schaltwelle möglich. Bei üblichen Rückschlagpatronen muß zur Entnahme dieser aufwendig das umgebende Gehäuse deinstalliert werden. Der Rückflußverhinderer selber umfaßt zumindest einen Schaft, der in einer axialen Öffnung der Schaltwelle axial bewegbar geführt ist, jedoch bei einer Drehung dieser mitdreht. Je nach Größe des Ventils und Länge des Schaftes des Rückflußverhinderers kann es vorteilhaft sein, den Rückflußverhinderer mit einer Mehrzahl von Schäften zu versehen. An dem zumindest einen Schaft des Rückflußverhinderers ist ein Dichtungsträger befestigt, an dem wiederum lösbar eine Dichtung befestigt ist, die derart mit der Steueröffnung der Steuerscheibe zusammenwirkt, dass diese Steueröffnung bei einem Rückschlag eines Fluids in das Ventil mit der Dichtung des Rückflußverhinderers zusammenwirkt und das Ventil geschlossen wird. Der Dichtungsträger und die Dichtung bilden zusammen das oben genannte Ventilelement des Rückflußverhinderers, wobei die Steueröffnung den Ventilsitz für das Ventilelement darstellt. Vorteilhafterweise ist der Rückflußverhinderer stets so in der Schaltwelle aufgenommen und konstruiert, dass durch den Rückschlag des Fluids eine Bewegung des Rückflußverhinderers hin zu der Steueröffnung der Steuerscheibe bewirkt wird. Die lösbare Befestigung der Dichtung an dem Dichtungsträger hat den Vorteil, dass bei Verschleißerscheinungen an der Dichtung nicht der gesamte Rückflußverhinderer ersetzt werden muß, sondern lediglich eine neue Dichtungsscheibe auf den Dichtungsträger aufgebracht werden muß.

Vorzugsweise umfaßt der Rückflußverhinderer ein Vorspannmittel, das den Rückflußverhinderer derart vorspannt, dass die Steueröffnung der Steuerscheibe geöffnet oder geschlossen ist, wobei die Vorspannung des Rückflußverhinderers in der Geschlossen-Stellung bevorzugt ist. Die beiden sich aus der Vorspannung ergebenden Alternativen sind je nach Anwendungszweck des Ventils auszuwählen.

Die bevorzugte Vorspannung der Feder in der Geschlossen-Stellung kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn verhindert werden soll, dass bei nicht vollständiger Schließung des Ventils eine geringe Fluidmenge dieses durchtritt. Eine derartige Vorspannung des Rückflußverhinderers kann ferner dann vorteilhaft sein, wenn bei einem Leitungsstrang, in dem das Ventil installiert ist, aufgrund baulicher Gegebenheiten die Wahrscheinlichkeit eines Rückschlages des Fluids vergrößert ist.

Die Vorspannung in der Geöffnet-Stellung hingegen kann dann vorteilhaft sein, wenn ein schnelles Ansprechen des Ventils gewünscht ist. Sofort nach Betätigung des Ventils kann bei einer derartigen Vorspannung das Fluid das Ventil durchdringen, ohne dass erst die Gegenkraft des Vorspannmittels überwunden werden müßte.

Als Vorspannmittel eignet sich beispielsweise eine Feder, jedoch sind je nach Anwendungsgebiet auch andere Vorspannmittel denkbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ventils sind die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung des Ventilgehäuses axial zueinander angeordnet, und das Ventiloberteil ist in einem Winkel zwischen 30° und 50°, und vorzugsweise in einem Winkel von 40°, zur durch die Austrittsöffnung und die Eintrittsöffnung des Ventilgehäuses definierten Ventilgehäuseachse angeordnet. Eine derartige Anordnung der Öffnungen sowie des Ventiloberteils im Ventilgehäuse gewährleistet einen besonders reibungsarmen und verlustfreien Volumenstrom durch das Ventil.

Die Erfindung betrifft ferner ein Ventiloberteil zum Einsetzen in ein Ventilgehäuse sowie ein Ventilgehäuse zur Aufnahme dieses Ventiloberteils. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Ventiloberteils sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im nachfolgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventils, des erfindungsgemäßen Ventiloberteils sowie des erfindungsgemäßen Ventilgehäuses anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

1 eine seitliche Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventils,

2 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltwelle,

3 ein Ausführungsbeispiel eines Patronengehäuses, und

4 ein Ausführungsbeispiel eines Rückflußverhinderers.

1 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventils. Das Ventil umfaßt ein Ventilgehäuse (1) mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung, wobei in das Ventilgehäuse (2) ein Ventiloberteil eingesetzt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Ventilgehäuses (1) sind die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung axial zueinander ausgerichtet, und das Ventiloberteil ist in einem Winkel von ca. 40° zu der von Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung gebildeten Achse in das Ventilgehäuse eingesetzt. Das Ventiloberteil weist ein Patronengehäuse (15) auf, wobei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Patronengehäuseboden als eine Dichtscheibe (3) ausgebildet ist, die lösbar an dem Patronengehäuse (15) befestigt ist. Zur Abdichtung des Ventiloberteils gegen das das Ventil durchströmende Fluid weist das Patronengehäuse (15) an seiner unteren Stirnseite ferner eine Dichtung (2) auf. Die Dichtscheibe (3) weist in einem Halbkreissegment eine Durchtrittsöffnung auf, durch welche ein Fluid in das Ventil eintreten kann. Das Patronengehäuse (15) weist in der Patronengehäuseseitenwand eine Seitenwandöffnung auf, durch welche ein abzusperrendes Fluid das Ventiloberteil verläßt. Die Seitenwandöffnung des Patronengehäuses ist derart zu der Austrittsöffnung des Ventilgehäuses orientiert, dass eine maximale Überlappung der Öffnungen bei dem Übergang Seitenwandöffnung/Austrittsöffnung gegeben ist.

Durch das Patronengehäuse (15) erstreckt sich eine Schaltwelle (7), die an ihrem unteren Ende eine mit der Dichtscheibe zusammenwirkende Steuerscheibe (4) aufweist. Dichtscheibe (3) und Steuerscheibe (4) bestehen bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einem Keramikwerkstoff.

Die Steuerscheibe (4) weist eine komplementär zur Durchtrittsöffnung in der Dichtscheibe (3) angeordnete Steueröffnung auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Dichtscheibe (3) und die Steuerscheibe (3) jeweils eine Durchtrittsöffnung auf. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist es jedoch auch vorstellbar, dass die Dichtscheibe (3) und die Steuerscheibe (4) eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen aufweisen. Die Steuerscheibe (4) ist über bekannte Mittel an der Schaltwelle (7) befestigt.

Die Schaltwelle (7) erstreckt sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch die obere Stirnfläche des Patronengehäuses (15) und ferner durch einen oberhalb des Patronengehäuses (15) angeordneten Deckel (12). Der Deckel (12) weist ein Gewinde auf, mit dem der Deckel (12) an dem Ventilgehäuse (1) verschraubt ist. Neben der Befestigung durch eine Verschraubung sind bei anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Ventils andere Möglichkeiten der Befestigung möglich. Der Deckel (12) fixiert das Patronengehäuse (15) und die Schaltwelle (7) in dem Ventilgehäuse (1) und ermöglicht gleichzeitig einen einfachen Zugang zu diesen Bauteilen. Der Deckel (12) weist am Umfang des Deckels eine Ausnehmung auf, in der ein O-Ring (11) angeordnet ist, der den Deckel (12) gegen das Ventilgehäuse (1) abdichtet. Die Abdichtung des Deckels (12) gegen die Schaltwelle (7) wird durch einen weiteren O-Ring (10) gewährleistet, der in einem Hohlraum zwischen der Schaltwelle (7) und dem Deckel (12) angeordnet ist.

Das obere Ende der Schaltwelle (7) erstreckt sich in einen Hohlraum eines Griffes (9), der über eine Schraube (8) an der Schaltwelle (7) befestig ist, wobei die Schaltwelle (7) eine Öffnung zur Aufnahme der Schaube (8) aufweist.

Dem Ventilgehäuse und dem Ventiloberteil sind Positionierungsmittel zugeordnet, die dafür sorgen, dass das Ventiloberteil in einer definierten Ausrichtung in das Ventilgehäuse eingesetzt ist und bei Betätigung des Ventils keine Verdrehung des gesamten Ventiloberteils in dem Ventilgehäuse (1) auftreten kann. Die dem Ventiloberteil zugeordneten Positionierungsmittel (15c) sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der Außenwandung des Patronengehäuses (15) angeordnet (siehe dazu 3).

Mit Hilfe der Positionierungsmittel ist die Seitenwandöffnung des Patronengehäuses (15) auf die Austrittsöffnung des Ventilgehäuses ausgerichtet. Die Art und Weise, wie die oben beschriebenen Positionierungsmittel ausgebildet sind, ist nicht maßgeblich, entscheidet ist vielmehr, dass stets eine definierte Einsteckbarkeit und örtliche Fixierung des Ventiloberteils in dem Ventilgehäuse gewährleistet ist. Beispielsweise können die Positionierungsmittel derart ausgebildet sein, dass das Patronengehäuse (15) an seiner Außenwandung einen Vorsprung aufweist, der in eine komplementäre Ausnehmung in dem Ventilgehäuse eingreift (siehe dazu 3).

In einer zentralen axialen Ausnehmung der Schaltwelle (7) ist in axialer Richtung bewegbar ein Rückflußverhinderer (5, 6, 13) gelagert. Dieser umfaßt einen Schaft (13), der in einen Dichtungsträger (6) übergeht. Schaft (13) und Dichtungsträger (6) können einstückig ausgebildet sein, jedoch ist auch eine lösbare Befestigung des Dichtungsträgers (6) an dem Schaft (13) möglich. An dem Dichtungsträger (6) ist eine Dichtung (5) lösbar befestigt, wobei die Dichtung (5) derart geformt ist, dass sie die Steueröffnung in der Steuerscheibe (4) fluiddicht abschließen kann. Dichtungsträger (6) und Dichtung (5) bilden das Ventilelement des Rückflußverhinderers, wobei die Steueröffnung den Ventilsitz für das Ventilelement darstellt. Für eine detaillierte Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Rückflußverhinderes siehe 4.

Das erfindungsgemäße Zusammenwirken der Steueröffnung in der Steuerscheibe mit der Dichtung (5) des Rückflußverhinderers ist besonders vorteilhaft, da durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken dieser Komponenten der Gesamtaufbau eines Ventils mit integrierter Rückflußverhinderung vereinfacht wird, da Elemente der Baugruppe Scheibenabsperrung gleichzeitig Elemente der Baugruppe Rückflußverhinderer darstellen.

Um den Schaft (13) des Rückflußverhinderers ist eine Feder (14) als Vorspannmittel angeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rückflußverhinderer zwar in der Geschossen-Stellung vorgespannt, jedoch ist dieser aus Gründen der Veranschaulichung des Strömungsverlaufs in einer von einem (nicht gezeigten) Fluid angeströmten Stellung gezeigt. Je nach Anwendungszweck kann es bei einem anderen Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein, das Vorspannmittel alternativ so zu wählen, dass der Rückflußverhinderer im passiven Zustand stets in einer Position gehalten wird, in der das Vorspannmittel (14) die Dichtung (5) derart von der Steueröffnung entfernt hält, dass die Steueröffnung geöffnet ist (Geöffnet-Stellung).

Im nachfolgenden wird kurz die Funktion des Rückflußverhinderers beschrieben, und zwar für ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Rückflußverhinderer über das als Feder (14) ausgebildete Vorspannmittel in seiner Geschlossen-Stellung vorgespannt ist. Wird das Ventil durch Betätigung des Griffs (9) aus seiner Geschlossen-Stellung bewegt, strömt das abzusperrende Fluid gegen die Dichtung (5) des Rückflußverhinderers und drückt den Schaft (13) in die zentrale axiale Ausnehmung der Schaltwelle (7). Das Fluid strömt weiter in den von der Schaltwelle (7) in dem Patronengehäuse (15) ausgebildeten Hohlraum und verläßt dieses durch die Seitenwandöffnung des Patronengehäuses (15). Durch eine derart gerichtete Strömung des Fluids durch das Ventil wird der Rückflußverhinderer gegen seine Vorspannung in einer geöffneten Stellung gehalten. Ein plötzlicher Druckabfall auf der Seite der Eintrittsöffnung oder ein Druckanstieg auf der Seite der Austrittsöffnung des Ventilgehäuses bewirkt ein Versiegen bzw. eine Umkehrung des Fluidstromes. Sobald von dem Fluid kein Druck mehr gegen die Unterseite der Dichtung (5) ausgeübt wird, wird der Rückflußverhinderer von der vorgespannte Feder (14) zurück in die Geschlossen-Stellung bewegt, d. h. die Dichtung wird wieder auf die Steueröffnung in der Steuerscheibe (4) bewegt. Für den Fall, dass Fluid über die Austrittsöffnung des Ventilgehäuses in das Ventiloberteil eintritt, wird diese Schließbewegung des Rückflußverhinderers noch verstärkt, indem das einströmende Fluid in den Hohlraum über dem Dichtungsträger (6) des Rückflußverhinderes strömt und diesen auf die Steueröffnung der Steuerscheibe (4) zu bewegt. Sobald die Dichtung (5) des Rückflußverhinderes an der Steueröffnung anliegt, ist ein ggf. weiterer Rückfluss des Fluids verhindert.

2 zeigt eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schaltwelle (7). In einem Zentralbereich weist die Schaltwelle (7) einen umlaufenden Vorsprung (7b) auf, mit dem die Schaltwelle (7) in einer Ausnehmung (15a) des Patronengehäuses (15) drehbar gelagert ist (siehe dazu auch 4). Oberhalb des Vorsprungs (7b) ist der Durchmesser der Schaltwelle vermindert, wodurch eine Schulter entsteht, an der das Patronengehäuse (15) anliegt und die Fixierung der Schaltwelle in dem Patronengehäuse (15) unterstützt. Die Schulter wird unterbrochen durch ein Anschlagmittel (7e), das mit entsprechenden Mitteln an dem Patronengehäuse (15d) zusammenwirkt, um lediglich eine definierte Betätigung des Ventils zu erlauben. An den Bereich verminderten Umfangs schließt sich ein umfänglich weiter verminderter Haltebereich (7a) an, auf den der Griff (9) des Ventils aufgeschoben wird, und der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zum Formschluss zwischen Griff (9) und Haltebereich (7a) vertikal verlaufende Nuten aufweist. Die untere Fläche des Zentralbereichs weist eine ringförmige Ausnehmung auf. In diese greift ein Abschnitt eines Steuerabschnitts (7c) ein. Der Steuerabschnitt (7c) erstreckt sich von einem Halbkreissegment der unteren Fläche des Zentralbereichs und ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hohl ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung des Steuerbereichs (7c) spart zum einen Material, gewährleistet aber gleichzeitig eine ausreichende Kraftübertragung auf die in 2 nicht gezeigte Steuerscheibe (4), die an der unteren Stirnseite des Steuerabschnitts (7c) befestigt ist (siehe dazu 1). Innerhalb der ringförmigen Ausnehmung an der Unterseite des Zentralbereichs ist eine Hülse (7d) ausgebildet, wobei zwischen dieser Hülse (7d) und dem Steuerabschnitt (7c) eine Ausnehmung ausgebildet ist, in der das in 2 nicht gezeigte Vorspannmittel (14) angeordnet ist. Die Hülse (7d) dient der Führung des Schaftes (7) des Rückflußverhinderers, wobei sich der Hohlraum der Hülse (7d) durch den Zentralbereich und in den Griffbereich (7a) erstreckt (siehe dazu 1).

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Patronengehäuses (15). An der Außenwandung des Patronengehäuses (15) ist ein Positionierungsmittel (15c) ausgebildet, welches in ein Positionierungsmittel eines entsprechenden Ventilgehäuses (1) eingreifen kann und so für eine definierte Ausrichtung des Ventiloberteils in dem Ventilgehäuse (1) sorgt. Das Patronengehäuse (15) weist in seinem oberen, dem Deckel (12) zugewandten Bereich innen eine umlaufe Ausnehmung (15a) auf, welche mit dem komplementären Vorsprung (7b) der Schaltwelle (7) zusammenwirkt. Am oberen Rand des Patronengehäuses ist an der Innenwand ein Anschlagmittel (15d) ausgebildet, das mit einem entsprechenden Mittel (7e) an der Schaltwelle (7) zusammenwirkt, wodurch eine definierte Betätigung des Ventils gewährleistet wird. Der obere Wandbereich des Patronengehäuses (15) ist mit einer Mehrzahl von achsparallelen Einschneidungen (156) versehen. Diese vermindern die Steifigkeit des oberen Wandbereichs und ermöglichen so ein Einstecken der Schaltwelle (7) in das Patronengehäuse (15).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • - DE 3323008 A1 [0003]