AT502719B1 - Quetschventil - Google Patents

Description

2 AT 502 719 B1

Die Erfindung betrifft ein Quetschventil wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.

Quetschventile, bei denen ein von einer flexiblen, zylinderförmigen Membran oder Manschette gebildeter Durchflussweg für ein Fluid durch radiales Zusammendrücken der Membran verschlossen wird, sind insbesondere dort im Einsatz, wo die Mechanik eines Ventils nicht mit dem zu fördernden Fluid in Kontakt treten soll, wie z.B. bei aggressiven oder verunreinigten Flüssigkeiten, die die Ventilmechanik beeinträchtigen oder zerstören können. Bekannte Ausführungsformen von Quetschventilen besitzen allerdings häufig eine große Baulänge, wodurch ein relativ großer Platzbedarf für den Einbau erforderlich ist. DE 11 67 137 B zeigt ein Schlauchventil mit einem durch in einem Gehäuse schwenkbar gelagerte Druckstücke einschnürbaren Schlauch aus einem flexiblen Werkstoff. Die Druckstücke sind dabei an zur Längsmittelachse des Schlauchs parallelen Schwenkachsen gelagert, wobei der für die Schwenkbewegung erforderliche Antrieb durch eine bezüglich der Schlauchachse radial angeordnete Spindel erfolgt, deren bezüglich der Schlauchachse radialer Bewegungsanteil über einen in beide Druckstücke eingreifenden Bund auf diese übertragen wird und somit die Verstellung zwischen der Schließlage und der Offenlage der Druckstücke bewirkt wird. US 3,467,151 A offenbart ein Ventil mit einer beidseitig eingespannten, elastischen Schlauchmanschette, deren Querschnitt durch mehrere mechanische, synchron betätigbare Druckglieder verschließbar ist, die von außen an die Schlauchmanschette angreifen. Die Druckglieder können dabei als an das Ventilgehäuse angelenkte und durch einen Ring mit Innenverzahnung synchron bewegbare Arme ausgebildet sein, deren freie Enden der Schlauchmanschette zugewandt sind. Die Druckglieder weisen dazu am gegenüberliegenden Ende ein in die Innenverzahnung des Rings eingreifendes Zahnsegment auf. Mit dieser Antriebsform der Druckglieder sind aufgrund der geometrischen Verhältnisse jedoch nur relativ geringe Druckkräfte auf die Schlauchmanschette ausübbar.

Aus DE 29 11 400 A1 ist ein Absperr- und Regulierventil bekannt, bei dem der Durchflussweg durch zwei quer zum Durchflussweg bewegliche Schließscheiben reduziert bzw. verschlossen werden kann. Die beiden Schließscheiben sind dabei durch plangeschliffene, keramische Schließscheiben gebildet, die an einer Haltescheibe mit zum Durchflussweg parallelen Schwenkachsen gelagert sind und mittels einer weiters daran anschließenden Transportscheibe angetrieben sind. Der Antrieb erfolgt in der Weise, dass an den Schließscheiben angeordnete Transportstifte in entsprechende Transportschlitze der Transportscheibe eingreifen, wodurch der Abstand der Schließscheiben zur Ventilachse mittels Drehung der Transportscheibe verstellbar ist. In der Schließstellung des Ventils überlappen sich die beiden Schließscheiben und dichten durch die annähernd spielfreie Führung zwischen Haltescheibe und Transportscheibe den Durchflussweg vollständig ab. Die Transportschlitze wirken dabei als bogenförmige Kulissen, durch die die Schließscheiben um ihre fixen Drehpunkte an der Haltescheibe etwa radial zur Ventilachse verschwenkt werden. US 2003/141470 A1 beschreibt ein Ventil zur Durchflussregelung, umfassend ein Gehäuse, eine darin enthaltene elastische und schlauchförmige Membran sowie ein Klemmelement oder mehrere zusammenwirkende Klemmelemente, die den Durchflussquerschnitt der Membran verändern bzw. verschließen können. Die radiale Verstellung der Schirmelemente erfolgt dabei durch druckbeaufschlagte Membranelemente, die ebenfalls im Gehäuse angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform der Klemmelemente besitzt ein Klemmelement eine konkave Klemmfläche sowie in zweites damit zusammenwirkendes Klemmelement eine konvexe Klemmfläche. CH 423 860 B zeigt eine Sandstreuvorrichtung an einem Fahrzeug, bei der ein Streukanal durch eine mit einem Antriebsmechanismus verbundene, verformbare Membran abgesperrt und geöffnet werden kann. Die Membran kann dabei durch einen als elastischer Schlauch ausgeführten Kanalteil gebildet sein, welcher durch denn eine Schieber umfassenden Mechanismus 3 AT 502 719 B1 zusammengedrückt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform kann der Mechanismus zwei von entgegengesetzten Seiten auf den Schlauch wirkende Schieber umfassen. EP 0 574 128 B1 offenbart ein Quetschventilsystem mit einem Ventilkörper, das einen längs ausgerichteten Durchgang aufweist, mit einem darin gelagerten flexiblen Buchsenteil, der einen Fließmittelströmungsweg definiert. Um den Fließmittelströmungsweg zu verändern bzw. zu unterbrechen, umfasst das Quetschventilsystem eine Einrichtung zum Abquetschen eines mittleren Bereiches, wobei der Buchsenteil in diesem Bereich sich nach außen erstreckende Querfalten aufweist, um die beim Quetschvorgang auftretende elastische Dehnung des Buchsenteils in Grenzen zu halten. US 3,787,022 A zeigt ein Absperrventil mit blendenartigen radial verstellbaren Schieberelementen, die plattenförmig ausgebildet sind und im geschlossenen Zustand des Ventils ineinander greifen. Die beiden Schieberelemente besitzen dazu zusammenwirkende Vorsprünge bzw. Ausnehmungen und sind radial bezüglich der Ventildurchflussrichtung schwenkbar im Ventilgehäuse gelagert, wobei der Antrieb durch einen zur Ventilachse konzentrisch angeordneten Steuerring erfolgt, der daran befestigte, in Führungsschlitze der Schieberelemente eingreifende Steuerstifte aufweist.

Aus AT 222 965 B ist ein Blendenregulierschieber mit relativ kurzer Baulänge zur Durchflussregelung von flüssigen, körnigen, gasförmigen oder sonstigen Medien bekannt. Dieser umfasst mehrere Blendenelemente, die durch eine Blendenmechanik quer zur Durchströmrichtung relativ zueinander verstellbar sind und dadurch den Durchflussquerschnitt des Schiebers verändern. In einer speziellen Ausführung gemäß Seite 4 der Beschreibung (vorletzter Absatz) ist im Durchgang eine rohrförmige, elastische Membran aus Gummi eingesetzt, die bei Betätigung des Schiebers von den Blendenelementen zusammengedrückt wird und dadurch der Durchflussquerschnitt verringert bzw. vollständig verschlossen werden kann.

Von Nachteil bei dieser Ausführung eines Quetschventils ist, dass der Membranumfang durch die Blendenelemente im geschlossenen Zustand annähernd in einem Punkt zusammengedrückt wird und dabei zwangsläufig eine unkontrollierte Bildung von Falten auftritt, die einerseits eine starke mechanische Belastung für die Membran bewirkt und andererseits das dichte Abschließen des Schiebers nachteilig beeinflusst. Weiters wirken beim gegenseitigen Abgleiten der Kanten zwischen den zusammenwirkenden Blendenelementen große Reibungskräfte, wodurch hohe Betätigungskräfte für die Verstellung des Schiebers erforderlich sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Quetschventil mit kurzer Baulänge bereitzustellen, das eine geringe mechanische Belastung für die Membran bewirkt und eine stabile, verlustarme Mechanik zum Zusammendrücken der Membran besitzt.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch das eingangs genannte Quetschventil, bei dem die Klemmelemente an Gelenkanordnungen mir zur Mittelachse weitgehend parallelen Schwenkachsen gelagert sind, gelöst. Zwischen den zusammenwirkenden, in den Durchgang einschwenkenden Klemmelementen wird die im unverformten Zustand zylindrische Membran zwischen ihren fixierten Rändern schonend und ohne Bildung von Falten zusammengedrückt wobei sich gegenüberliegende Umfangsabschnitte entlang einer Linie oder flächig berühren und den Fließweg für das Fluid verschließen. Die Lagerung der Klemmelemente an Gelenkanordnungen mit zur Mittelachse weitgehend parallelen Schwenkachsen ermöglicht eine kurze Baulänge des Ventils und ist durch Drehgelenke oder durch Biegegelenke konstruktiv leicht realisierbar. Die Schwenkachsen sind dabei weitgehend parallel zur Mittelachse, können aber auch davon z.B. aus konstruktiven Gründen etwa bis zu einem Winkel von 20° davon abweichen. Zusammenwirkende Klemmelemente können dabei unterschiedliche Form und Größe aufweisen und beim Schließen des Quetschventils die Schwenkbewegung gleichsinnig oder in unterschiedlichen Richtungen ausführen. Die Antriebsvorrichtung für die Klemmelemente kann im einfachsten Fall auf einer manuellen Betätigung basieren, jedoch auch einen Antriebsmotor 4 AT 502 719 B1 umfassen, wodurch die Ventilverstellung automatisiert und in schwer zugänglichen Einbaulagen erfolgen kann.

Die Ausbildung des Quetschventils mit genau zwei Klemmelementen ist kostengünstig herzustellen und bewirkt ein schonendes Zusammendrücken der Membran durch eine einfache Verformungsbewegung.

Vorteilhaft ist eine punktsymmetrische Anordnung der Gelenkanordnungen bezüglich der Mittelachse, wodurch die zusammenwirkenden Klemmelemente zumindest ähnliche Abmessungen besitzen und ohne aufwändige Umrüstvorgänge hergestellt werden können.

Obwohl nicht zwingend erforderlich, ist eine kreiszylindrische Ausbildung des Durchgangs im Ventilgehäuse von Vorteil, da die angeschlossenen Rohre meist ebenfalls einen kreiszylindrischen Querschnitt besitzen, und die Kreiszylinderform kostengünstig herstellbar ist. Ebenso ist die an der Innenwand des Durchgangs anliegende Membran kostengünstiger herstellbar als andere, z.B. rechteckige Querschnittsformen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Quetschventils ist es vorteilhaft, wenn die Klemmflächen der Klemmelemente durch allgemeine Zylinderflächen mit zur Mittelachse bzw. der Durchströmrichtung parallelen Erzeugenden gebildet sind, da solche Flächen relativ einfach sowie mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können und eine flächige Berührung der zusammengedrückten Membraninnenseite mit dementsprechend guter Dichtwirkung bewirkt wird. Auch ebene Klemmflächen sind als Grenzfall einer Zylinderfläche zu betrachten, wenn als Leitkurve, durch die die Erzeugende parallel verschoben wird, eine Gerade verwendet wird. Die Klemmflächen können jedoch auch in zwei Dimensionen gekrümmt, z.B. torusförmig oder ballig ausgebildet sein, wobei sich gegenüberliegende Innenseiten der Membran im abgesperrten Zustand je nach Ausführung der zusammenwirkenden Klemmflächen entlang einer Linie oder flächig berühren können.

Eine weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, die Kontur der zusammenwirkenden Klemmflächen so auszubilden, dass diese entlang der gesamten wirksamen Kontur auf einen Abstand kleiner oder gleich der doppelten Wandstärke der Membran angenähert werden können und der von der Membran bestimmte Durchflussquerschnitt vollständig und druckdicht verschlossen werden kann. Durch die elastischen Eigenschaften der Membran ist das Quetschventil auch unempfindlich auf kleine Fremdkörper die von der Membran durch Verformung aufgenommen werden können.

Strömungstechnisch von Vorteil ist, wenn die Klemmelemente so weit von der Mittelachse weggeschwenkt werden können, dass die Klemmflächen in der Durchflussstellung des Quetschventils vollständig außerhalb des Durchgangs liegen, d.h. die Membran ohne Verformung den maximalen Durchflussquerschnitt freigibt.

Durch die Ausbildung der Klemmelemente gemäß einem weiteren Unteranspruch, wonach in Sperrsteilung d.h. im geschlossenen Zustand des Quetschventils der gesamte Querschnitt des Durchgangs verschlossen ist kann die Wandstärke der Membran relativ dünn gewählt werden, da der Druck in der abgesperrten Leitung von den Stirnflächen der Klemmelemente aufgenommen wird und die Membran bei entsprechendem Fluiddruck von den Klemmelementen flächig unterstützt ist. Die zusammenwirkenden Klemmelemente bilden bis auf die Durchtrittsöffnung für die Membran eine geschlossene Absperrfläche entsprechend einer topologischen Parkettierung des Durchgangquerschnitts.

Ebenfalls günstig ist es, die Klemmflächen der Klemmelemente identisch auszubilden, wodurch insbesondere auch eine identische Ausführung der Klemmelemente möglich ist. Im geschlossenen Zustand besteht dann zwischen den Klemmflächen bei axialer Betrachtung eine Punktsymmetrie. 5 AT 502 719 B1

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Quetschventils besteht darin, die Klemmflächen, in axialer Richtung betrachtet jeweils aus zwei stetig ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten allgemeinen Zylindermantelabschnitten, insbesondere aus zwei Kreiszylindermantelabschnitten zusammenzusetzen. Lässt man Längenänderungen durch Dehnungen der Membran außer Betracht wird beim Schließen des Ventils der halbe Umfang der unverformten Membran etwa zur Bogenlänge der zusammengedrückten Membran. Sind nun die Klemmflächen gekrümmt, ist der Abstand bzw. die Sehne zwischen den Endpunkten der zusammengedrückten Membran kürzer, als bei ebenen Klemmflächen und dementsprechend kann die Länge der Klemmelemente kleiner sein. Dadurch kann der Platzbedarf für den Bewegungsraum der Klemmelemente reduziert werden und das Ventilgehäuse kleiner ausgeführt werden, als bei längeren Klemmelementen mit ebenen Klemmflächen. Die Kreiszylinderform ist gegenüber einer allgemeinen Zylinderform noch einfacher herzustellen. Die beiden Klemmelemente ähneln bei Betrachtung im geschlossenen Zustand einem sogenannte Ying-Yang-Symbol.

Eine besonders platzsparende Anordnung der Klemmelemente entsteht dadurch den der Gelenkanordnung benachbarten Teil der Klemmfläche als konkaven Kreiszylindermantelabschnitt und den von der Gelenkanordnung weiter entfernten Teil der Klemmfläche als konvexen Kreiszylindermantelabschnitt auszubilden, wodurch der erforderliche Schwenkwinkel der Klemmelemente zwischen vollständig geschlossenem zum vollständig geöffnetem Durchströmquerschnitt besonders klein ist.

Abweichend von den letzten Ausführungsformen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Klemmflächen der zusammenwirkenden Klemmelemente unterschiedlich auszubilden, z.B. wenn die Bauform des Ventilgehäuses einen eingeschränkten Schwenkwinkel für ein Klemmelement erzwingt.

Um wiederum die erforderliche Länge der Klemmelemente durch gekrümmte Klemmflächen zu minimieren kann nach einer Weiterbildung eine Klemmfläche eines ersten Klemmelements in Form eines konkaven Kreiszylindermantelabschnittes und eine damit zusammenwirkende Klemmfläche eines zweiten Klemmelements in Form eines konvexen Kreiszylindermantelabschnittes ausgebildet sein.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, jedes Klemmelement mit einer eigenen Antriebsvorrichtung auszustatten, wodurch die Schwenkbewegungen der einzelnen Klemmelemente bei entsprechender Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen unabhängig voneinander ausgeführt werden können, z.B. um durch Einschwenken nur eines Klemmelements eine Reduktion des Durchflussquerschnitts um einen bestimmten Betrag zu bewirken oder den Einschwenkvorgang der Klemmelemente nacheinander auszuführen.

Zum Unterschied dazu können gemäß einer anderen Ausführung jedoch auch alle Klemmelemente von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gleichzeitig verstellt werden, wodurch eine schnelle Veränderung des freien Durchströmquerschnitts und eine dementsprechend kurze Öffnungs- bzw. Schließzeit des Quetschventils möglich ist. Da das Quetschventil in vielen Fällen nur als reine Abschlussarmatur eingesetzt wird, bedeutet die Beschränkung auf eine Antriebseinrichtung eine Verringerung möglicher Fehlerquellen.

Eine vorteilhafte Ausführung der Antriebsvorrichtung umfasst einen zur Mittelachse koaxial angeordneten, drehbaren Steuerring und mehrere, den Steuerring jeweils mit einem Klemmelement gelenkig verbindende Koppelelemente. Dadurch wird die Bewegung des Steuerrings über die Koppelelemente gleichzeitig auf alle Klemmelemente übertragen. Diese Anordnung des Steuerrings ist platzsparend und ermöglicht relativ kleine Außenabmessungen des Quetschventils.

Durch die Ausführung mit einem am Außenumfang des Steuerrings angeordneten Zahnkranz kann der Antrieb des Steuerrings in einen Bereich außerhalb der im Quetschventil bewegten 6 AT 502 719 B1

Teile gelegt werden. Der Zahnkranz kann dabei über den gesamten Umfang des Steuerrings verlaufen oder auch nur abschnittsweise angeordnet sein.

Weiters von Vorteil ist es, den Zahnkranz durch ein Zahnritzel anzutreiben, das seinerseits durch einen Stellhebel, eine Stellkurbel oder einen Stellmotor angetrieben ist. Die Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen Zahnritzel und Zahnkranz kann die Schließkraft in einem weiten Bereich beeinflusst werden.

Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, den Steuerring mit seinem Innendurchmesser auf einer oder mehreren kreiszylindrischen Führungsflächen zu führen, da dies eine konstruktiv einfache Lösung ist und die vom Antrieb radial auf den Steuerring wirkenden Kräfte großflächig und mit kleiner Flächenpressung aufgenommen werden.

Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist es aus Gründen der Stabilität günstig, zwei Steuerringe, die durch Distanzelemente koaxial miteinander verbunden sind, vorzusehen. Dadurch wird, in Durchströmrichtung betrachtet, ein symmetrischer Aufbau des Quetschventils erreicht, wodurch seitlich wirkende Zwangskräfte, die das mechanische Zusammenwirken Steuerring, Koppelelementen und Klemmelementen ungünstig beeinflussen können.

Weiters ist es dadurch möglich, erste Endabschnitte der Koppelelemente zwischen den Steuerringen schwenkbar zu lagern, wobei die Koppelelemente bei vollständig geöffnetem Ventil platzsparend zwischen den Steuerringen zu liegen kommen.

Ebenfalls platzsparend ist es, zweite Endabschnitte der Koppelelemente jeweils in einer Ausnehmung in den Klemmelementen schwenkbar zu lagern.

Vorteilhaft ist eine weitere Ausführungsform des Quetschventils, bei dem die Klemmelementen in axialer Richtung zwischen zwei parallelen Innenflächen des Ventilgehäuses gleitend geführt sind. Dadurch werden einerseits Zwischenräume, in die die unter Innendruck stehende Membran ausweichen könnte vermieden und andererseits im abgesperrten Zustand auf die Klemmelemente wirkende Druckkräfte in das Ventilgehäuse abgeleitet.

Die Ausbildung des Quetschventils nach einem weiteren Unteranspruch, wonach die Gelenkanordnungen an einem im Ventilgehäuse relativ zur fixierten Membran um die Mittelachse drehbaren Verstellring gelagert sind, ermöglicht, dass die Richtung, in der die Klemmelemente auf die Membran drücken durch Verdrehen des Verstellringes verändert werden kann. Die beim vollständigen Zusammendrücken der Membran entstehenden Knickstellen an den Enden zwischen den Klemmflächen befinden sich somit nicht immer an der selben Stelle der Membran und die Lebensdauer der Membran kann deutlich erhöht werden. Der Verstellring ist dazu im Ventilgehäuse koaxial zur Mittelachse angeordnet und in entsprechenden Führungsflächen im Ventilgehäuse geführt, ähnlich wie zuvor beim Stellring beschrieben.

Von Vorteil ist weiters eine Schaltvorrichtung, die den Verstellring in Winkelschritten um die Mittelachse dreht, wodurch die Verstellung z.B. nach jedem vollständigen Öffnen des Quetschventils automatisch erfolgen kann. Die Schaltvorrichtung kann dabei einen, von der auf den Stellring wirkenden Antriebsvorrichtung unabhängigen Antrieb für den Verstellring umfassen oder auch in einer Getriebeanordnung, die die Bewegung des Steuerrings in eine schrittweise Verstellbewegung des Verstellrings umformt. Dazu kann z.B. ein Schrittgetriebe, eine Freilaufkupplung oder eine Kombination daraus eingesetzt werden.

Um die für die zwangsläufige Dehnung der Membran ausreichende Elastizität zu erzielen, besteht diese vorteilhaft aus einem Elastomer, ausgewählt einer Gruppe umfassend Gummi, PTFE, Silikon, EPDM, NBR, TPE, TPU. Bei der Auswahl ist neben den mechanischen Eigenschaften auch die chemische Beständigkeit gegenüber dem zu fördernden Fluid als auch gegen Alterung zu berücksichtigen. 7 AT 502 719 B1

Um ein Ausweichen der unter Innendruck stehenden Membran in die für die Bewegung der Klemmelemente erforderlichen Hohlräume oder Ausnehmungen im Ventilgehäuse zu verhindern kann es insbesondere bei dünnen Wandstärken der Membran von günstig sein, diese mit einer zugfesten Zugschicht ausgestattet ist, diese kann dabei im Inneren der Membranwand oder auch am Außenumfang angeordnet sein. Um die Flexibilität der Membran insgesamt nicht zu stark einzuschränken kann die Größe dieser Zugschicht auf einen Mittenabschnitt zwischen den stirnseitigen Rändern beschränkt sein, der im Bereich der Ausnehmungen oder Hohlräume liegt.

Weiters kann die Zugschicht in Umfangsrichtung wirkende Verstärkungsfäden aufweisen, die die Flexibilität in axialer Richtung nur geringfügig reduzieren.

Zur Fixierung der stirnseitigen Ränder der Membran ist es vorteilhaft wenn diese Flanschansätze ausbildet, die im Ventilgehäuse axial durch Klemmen befestigt werden. Die Flanschansätze können dabei zusätzlich am Außenumfang einen umlaufenden Wulst aufweisen, der in einer entsprechenden Rille im Ventilgehäuse zu liegen kommt, wodurch der Formschluss der Fixierung verbessert wird.

Um die Dehnung der Membran an den kritischen Stellen z.B. den Kanten der Klemmelemente zu reduzieren, kann die Membran am Außenumfang von der Mittelachse nach außen weisende Dehnfalten aufweisen. Diese verlaufen vorzugsweise in Umfangsrichtung und in einer weiteren Ausführungsform nur über Teilabschnitte des Außenumfangs, wodurch nur dort zusätzliches Material zur Verfügung steht, wo starke Verformungen auftreten und die Membran hohe Dehnungen erfährt.

Eine Ausbildung der Membran mit einem Verhältnis von Innendurchmesser der unverformten Membran zur Länge der Membran in Durchflussrichtung mit einen Wert größer als 1 ergibt eine kurze Baulänge des Quetschventils und dadurch eine Erweiterung der Verwendungsmöglichkeiten.

Um die unkontrollierte Bildung von Falten beim Zusammendrücken der Membran weitgehend zu vermeiden, ist es von Vorteil, in der Innenwand des Durchgangs im Ventilgehäuse von der Mittelachse nach außen weisende Ausnehmungen zur Aufnahme der verformten Membran bzw. der Dehnfalten vorzusehen, insbesondere wenn die zusammengedrückte Membran über den Durchmesser des Durchgangs hinausragen würde.

Von Vorteil für eine wirtschaftliche Herstellung des Quetschventils ist, wenn das Ventilgehäuse aus zumindest zwei in Durchströmrichtung betrachtet hintereinander liegenden und zur Strömungsrichtung rechtwinkelig angeordneten, ebenen Platten mit Bohrungen bzw. Ausnehmungen für den Durchgang, die Klemmelemente und die Antriebsvorrichtung gebildet ist. Durch die kurze Baulänge kann auf diese Weise das Ventilgehäuse aus, mit einfachen Mitteln und trotzdem mit hoher Genauigkeit zu fertigenden Bauteilen aufgebaut werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Bauweise besteht darin, die Flanschansätze der Membran gemäß einem weiteren Unteranspruch zwischen jeweils zwei Platten durch eine Klemmverbindung zu fixieren. Dies kann einfach dadurch erfolgen, dass die Dicke der Flanschansätze größer gewählt ist, als eine diese aufnehmende Ausnehmung zwischen den bei der Montage zusammengefügten Platten.

Die Ausbildung des Quetschventils gemäß zweier weiterer Unteransprüche betrifft Größenverhältnisse zwischen Bauteilen, wodurch günstige mechanische Verhältnisse der Kraftübertragung zwischen den Koppelelementen und den Klemmelementen erzielt werden. Dabei haben sich folgende geometrischen Beziehungen als günstig erwiesen. Ein Verhältnis des Radius zwischen Mittelachse und Anlenkpunkt des ersten Endabschnitts eines Koppelelements am Steuerring zum Abstand zwischen Mittelachse und Schwenkachse des Klemmelements mit 8 AT 502 719 B1 einem Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8 sowie ein Verhältnis des Schwenkradius zwischen Schwenkachse und dem Anlenkpunkt des zweiten Endabschnitts des Koppelelements am Klemmelement zum Abstand bzw. Koppellänge zwischen den Anlenkpunkten am ersten und am zweiten Endabschnitt des Koppelelements mit einem Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8. In dieser Ausführung weisen die Koppelemente in der geschlossenen Stellung annähernd in Richtung der Mittelachse und ein relativ großer Drehwinkel des Steuerrings bewirkt nur eine geringe Verschiebung des Klemmelements. Durch das in dieser Lage bestehende Übersetzungsverhältnis zwischen Steuerring und Klemmelementen wirken sehr hohe Schließkräfte, die ein vollständiges Zusammendrücken und Abdichten des Ventils bewirken.

Zur Schonung der Membran ist es vorteilhaft, die Kante am Übergang von den Klemmflächen zu den quer zur Mittelachse orientierten Stirnflächen der Klemmelemente mit einer Fase oder einer Abrundung auszustatten, um einem vorzeitigen Einreißen der Membran durch scharfe Kanten zu vermeiden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Quetschventil, in geöffneter Stellung und axial in Durch-strömrichtung betrachtet, in vereinfachter Darstellung;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Quetschventil in anderer Ausführung, in geöffneter Stellung, im Querschnitt axial in Durchströmrichtung betrachtet;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Quetschventil gemäß Fig. 2, in geschlossener Stellung, längs geschnitten;

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Quetschventil gemäß Fig. 2, in geschlossener Stellung, axial in Durchströmrichtung betrachtet im Querschnitt;

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Quetschventil in geänderter Klemmflächenausführung, in geschlossener Stellung, axial in Durchströmrichtung betrachtet im Querschnitt;

Fig. 6 eine Ausführungsform der Membran des Quetschventils halb geschnitten in Schrägdarstellung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Quetschventil 1 in offener Stellung bzw. Durchflussstellung dargestellt. Ein Ventilgehäuse 2 bildet einen zylindrischen Durchgang 3 durch den ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas in das Quetschventil 1 ein- bzw. austreten kann das in einer Rohrleitung 4 geführt ist. Die Form des Durchgangs 3 ist im Ausführungsbeispiel als gerader Kreiszylinder gewählt, kann jedoch durch jeden allgemeinen Zylinder mit anderen Querschnittsformen wie z.B. oval, elliptisch, viereckig, rechteckig usw. gebildet sein bei dem die Mantelfläche durch parallele Erzeugende gebildet ist. 9 AT 502 719 B1

An der Innenwand 5 des Durchgangs 3 ist eine flexible Membran 6 angeordnet, die mit ihrem Innenmantel 7 einen Durchflussquerschnitt 8 für das Fluid umgrenzt. Die stirnseitigen Ränder 9 der Membran 6 sind an der Innenwand 5 des Durchgangs 3 befestigt. Im geöffneten Zustand des Quetschventils 1 ist die Membran 6 unverformt und liegt durch ihre eigene Formsteifigkeit und/oder durch den in der Rohrleitung 4 herrschenden Innendruck an der Innenwand 5 an. Um optimale Strömungsverhältnisse für das Fluid zu erzielen, entspricht der Durchflussquerschnitt annähernd dem lichten Querschnitt der Rohrleitung 4.

Die Wirkungsweise des Quetschventils 1 besteht in einer Reduktion des Durchflussquerschnitts 8 durch eine Verformung bzw. ein Abklemmen der Membran 6 durch Zusammendrücken gegenüberliegender Umfangsabschnitte zwischen den fixierten Rändern 9 im Bereich der Mittelachse 10 des Durchgangs 3. Dazu sind im Inneren des Ventilgehäuses 2 zumindest zwei Klemmelemente 11 angeordnet, die an Gelenkanordnungen 12 schwenkbar gelagert sind. Die Gelenkanordnungen 12 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen durch Drehgelenke gebildet, können aber auch durch Biegegelenke gebildet sein, indem die Klemmelemente 11 jeweils durch ein biegeweiches Element mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist. Die Schwenkachsen 13 sind dabei parallel zur Mittelachse 10 orientiert, können jedoch auch davon aus baulichen Gründen leicht schräg zur Mittelachse 10 orientiert sein. Die Funktionsflächen der Klemmelemente 11 sind im wesentlichen durch jeweils eine Klemmfläche 14 sowie in axialer Richtung durch eine der Durchströmrichtung 15 zugewandte Stirnfläche 16 und eine stromabwärts orientierte Stirnfläche 17 gebildet.

Jeweils zwei Klemmelemente 11 sind in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse 10 angeordnet und liegen bei komplett geöffnetem Quetschventil 1 (siehe Fig. 1) zur Gänze außerhalb des Durchgangs 3 bzw. der unverformten Membran 6. Bei Betätigung des Quetschventils 1 quetschen sie durch eine Schwenkbewegung in Richtung der Mittelachse 10 mit ihren Klemmflächen 14 die Membran 6 zusammen und verringern bzw. versperren dadurch den Durchflussquerschnitt 8. Im abgesperrten Zustand werden gegenüberliegende Abschnitte des Innenmantels 7 der Membran 6 flächig gegeneinander gedrückt und bewirken somit eine gute Abdichtung des geschlossenen Quetschventils 1.

Die Klemmelemente 11 und die Gelenkanordnungen 12 sind in den Ausführungsbeispielen punktsymmetrisch bzw. diametral bezüglich der Mittelachse 10 angeordnet, abweichend davon wäre auch eine andere Positionierung der Gelenkanordnungen 12 und damit auch der Schwenkachsen 13 möglich. Beispielsweise wäre auch eine spiegelsymmetrische Anordnung denkbar, bei der die Gelenkanordnungen 12 nahe der Symmetrieebene angeordnet sind und die Schließbewegung der Klemmelemente 11 gegensinnig erfolgt.

Zur Durchführung der Schwenk- bzw. Schließbewegung sind die Klemmelemente 11 jeweils mit einer Antriebsvorrichtung 18 wirkverbunden. Die Antriebseinrichtung 18 kann auf verschiedensten Funktionsprinzipien basieren, beispielhaft seien nur folgende Antriebsarten genannt: pneumatische, hydraulische, elektrische Dreh- oder Linearmotoren evtl, kombiniert mit einem Getriebe wie z.B. einem Zahnradgetriebe, Schneckengetriebe, Koppelgetriebe usw.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Quetschventils 1 im Quer- und Längsschnitt und zwar Fig. 2 in fast vollständig geöffneter Stellung und Fig. 3 in vollständig geschlossener Stellung. Im Ventilgehäuse 2 ist im zylindrischen Durchgang 3 die elastische Membran 6 angeordnet, wobei die Fixierung deren stirnseitigen Ränder 9 durch zwei Flanschansätze 19, die jeweils zwischen einer äußeren Gehäuseplatte 20 und einer inneren Gehäuseplatte 21 axial geklemmt werden, wodurch die stirnseitigen Ränder 9 an der Innenwand 5 des Durchgangs 3 gehalten werden und eine Abdichtung der Mechanik des Quetschventils 1 vor Kontakt mit dem Fluid in der Rohrleitung 4 sichergestellt ist. Der Innenmantel 7 der Membran 6 umgrenzt dabei den Durchtrittsquerschnitt 8, der an den stirnseitigen Rändern 9 durch die Einspannung kreisförmig ist, zwischen den Rändern je nach Stellung der Klemmelemente 11 in etwa quer zur Mittelachse 10 verformt und dadurch verringert ist. Die zwei Klemm- 1 Ο AT 502 719B1 elemente 11 sind jeweils in einer Gelenkanordnung 12 mit zur Mittelachse 10 parallelen Schwenkachse 13 schwenkbar gelagert. Die Gelenkanordnung 12 umfasst dabei einen feststehenden Bolzen, der die zwei inneren Gehäuseplatten 21 verbindet und eine Bohrung im Klemmelement 11, die den Bolzen umfasst. Alternativ wäre auch ein im Klemmelement 11 fixierter und dieses in axialer Richtung beidseitig überragender Bolzen denkbar der in Bohrungen des Ventilgehäuses bzw. der inneren Gehäuseplatten 21 drehbar geführt ist. Die Gelenkanordnung kann abweichend davon auch durch ein Biegeelement gebildet sein.

Die Dicke 22 zwischen den Stirnflächen 16,17 der Klemmelemente 11 in axialer Richtung ist so gewählt, dass diese mit geringem axialen Spiel zwischen zwei Innenflächen der inneren Gehäuseplatten 21 geführt sind. Dadurch werden zusätzliche Spalten, in welche die unter Innendruck stehende Membran 6 ausweichen könnte, vermieden und zusätzlich die auf die Stirnfläche 16 der Klemmelemente 11 axial wirkenden Druckkräfte auch von der inneren Gehäuseplatte 21 aufgenommen und nicht ausschließlich von den Gelenkanordnungen 12.

Die Klemmflächen 14 können abweichend zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 nicht durch ebene Flächen gebildet, sondern auch gekrümmte Flächen, insbesondere allgemeine zylindrische Flächen mit zur Mittelachse 10 parallelen Erzeugenden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 sind die Klemmflächen 14 jeweils aus zwei stetig und tangential ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten Kreiszylindermantelabschnitten 23, 24 gebildet. Der der Gelenkanordnung 12 nähere Kreiszylindermantelabschnitt 23 ist bei axialer Betrachtung gemäß Fig. 2 konkav, also nach innen gekrümmt, der von der Gelenkanordnung 12 weiter entfernte Kreiszylindermantelabschnitt 24 ist konvex, also nach außen gekrümmt und die Krümmungsradien beider Abschnitte sind annähernd gleich. Die sich daraus ergebende Kontur der Klemmfläche 14 ähnelt einer Wellenform. Bei der Wahl der Kontur ist darauf zu achten, dass die zusammenwirkenden, gegenüberliegenden Klemmflächen 14 einander vollständig, zumindest bis auf die doppelte Dicke der Membran 6 angenähert werden können. Die Klemmflächen 14 können abweichend von den genannten gekrümmten Flächen auch aus ebenen Teilflächen unterschiedlicher Richtung gebildet sein, mit einer Kontur im Querschnitt, die einer Zickzacklinie ähnelt, wodurch die Gesamtlänge der vollständig zusammengedrückten Membran 6 ebenfalls gegenüber einer geradlinigen Verformung verkürzt werden kann. Weiters sind dadurch die Punkte, an denen die Membran 6 verformt wird genau definiert und können an diesen Positionen Vorkehrungen gegen vorzeitigen Bruch getroffen werden.

In Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass die Kanten am Übergang von den Klemmflächen 14 zu den quer zur Mittelachse 10 orientierten Stirnflächen 16, 17 der Klemmelemente 11 mit einer Fase oder einer Abrundung versehen sind.

Die Antriebsvorrichtung 18 zur Durchführung der Schwenkbewegung umfasst im Ausführungsbeispiel eine das Ventilgehäuse 2 durchdringende Antriebswelle 25, die (nicht dargestellt) z.B. mittels eines Stellhebels, einer Stellkurbel, einem Handrad oder ähnlichem manuell angetrieben ist oder mit einem Stellmotor wirkverbunden ist, zwei auf der Antriebswelle 25 sitzende Zahnritzel 26 sowie zwei scheibenförmige Steuerringe 27 mit einem Zahnkranz 28, die vom Zahnritzel 26 angetrieben sind. Die beiden Steuerringe 27 sind konzentrisch zur Mittelachse 10 angeordnet, durch Distanzelemente 29 miteinander verbunden und sind rings um den Durchgang 3 sowie die Klemmelemente 11 schwenkbar angeordnet. Die Steuerringe 27 sind mittels zweier Koppelelemente 30 gelenkig mit den Klemmelementen 11 verbunden, wobei jeweils ein erster Endabschnitt 31 des Koppelelements 30 in einem ersten Anlenkpunkt 32 schwenkbar zwischen den Steuerringen gelagert ist und ein zweiter Endabschnitt 33 des Koppelelements in einem zweiten Anlenkpunkt 34 schwenkbar mit einem Klemmelement 11 verbunden ist. Die Anlenkpunkte 32, 34 sind dabei ähnlich wie die Gelenkanordnungen 12 ausgebildet. Die zweiten Endabschnitte 33 der Koppelelemente 30 ragen dabei in Ausnehmungen 35 auf den von der Mittelachse 10 abgewandten, kreisbogenförmigen Rückseiten der Klemmelemente 11. Die Ausnehmungen 35 sind darüber hinaus so gestaltet, dass die Koppelelemente 30 bei vollständig geöffnetem Quetschventil 1, also maximal von der Mittelachse 10 weggeschwenkten Klemm- 1 1 AT 502 719 B1 elementen 11 in den Ausnehmungen 35 zu liegen kommen, wodurch der Platzbedarf für die Antriebsmechanik insgesamt gering ist.

Als besonders vorteilhaft für die kinematischen Verhältnisse der aus Steuerringen 27, Koppelelementen 30 und Klemmelementen 11 bestehenden Schließmechanik hat sich erwiesen, folgende Größenverhältnisse zu realisieren.

Der Abstand von Mittelachse 10 zum ersten Anlenkpunkt 32 des Koppelelements 30 auf dem Steuerring 27 ist etwa 1,6 mal größer als der Abstand zwischen der Mittelachse 10 und der Schwenkachse 13 des Klemmelements 11, weiters ist der Abstand zwischen der Schwenkachse 13 des Klemmelements 11 und dem zweiten Anlenkpunkt 34 des Koppelelements 30 ist etwa 1,8 mal größer als der Abstand zwischen dem ersten Anlenkpunkt 32 und dem zweiten Anlenkpunkt 34 am Koppelelement 30.

Die Steuerringe 27 sind mit ihrem Innendurchmesser 36 auf vom Ventilgehäuse 2 bzw. den inneren Gehäuseplatten 21 gebildeten kreiszylindrischen Führungsflächen 37 geführt.

Die im Längsschnitt in Fig. 3 erkennbare Symmetrie der Membran 6 sowie des Schließmechanismus bewirkt, dass trotz kurzer Bauweise und der zum dichten Absperren des Quetschventils I hohen zu übertragenden Kräfte kaum Reaktionskräfte in axialer Richtung auftreten, wodurch mechanisch eine hohe Zuverlässigkeit erzielt wird.

In Fig. 4 ist das Quetschventil 1 gemäß der Ausführung in den Fig. 2 und 3 in vollständig geschlossener Stellung axial in Durchströmrichtung betrachtet im Querschnitt dargestellt. Hierbei ist das Zusammenwirken der Klemmelemente 11 und die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung 18 noch einmal erkennbar.

Durch die Drehung der Steuerringe 27 etwa um eine Vierteldrehung um die Mittelachse 10 werden die ersten Anlenkpunkte 32 der Koppelelemente 30 auf einem Kreisbahnabschnitt um die Mittelachse 10 und die zweiten Anlenkpunkte auf einem Kreisbahnabschnitt um die Schwenkachsen 13 geführt, wodurch Klemmelemente 11 in Richtung der Mittelachse 10 eingeschwenkt werden und die Membran 6 zwischen den Klemmflächen 14 zusammengedrückt wird. Der Durchtrittsquerschnitt 8 wird dabei auf Null reduziert und das Quetschventil 1 ist abgesperrt.

Die Längsachsen der Koppelelemente 30 stehen in dieser Lage annähernd in radialer Richtung, wodurch ähnlich der Wirkung eines Kniehebels sehr hohe Schließkräfte auf die Klemmelemente II ausgeübt werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Quetschventils 1 im Querschnitt dargestellt, ebenfalls in vollständig geschlossener Stellung axial in Durchströmrichtung betrachtet. In dieser Ausführung sind die zusammenwirkenden Klemmelemente 11 nicht identisch sondern durch die Ausbildung ihrer Klemmflächen 14 unterschiedlich.

Eine erste Klemmfläche 14 ist dabei konvex gekrümmt während die zweite, mit der ersten zusammenwirkende Klemmfläche 14 konkav gekrümmt ist. Die Membran 6 wird dadurch beim Einschwenken der Klemmelemente 11 nicht symmetrisch verformt, sondern in Form eines Kreisbogens zusammengedrückt. Die Gelenkanordnungen 12 sind bei der dargestellten Ausführung wieder diametral bezogen auf die Mittelachse 10 angeordnet, könnten aber wieder an einer davon abweichenden Position angeordnet sein.

Wie in den Fig. 4 und 5 erkennbar, wird die Membran 6 beim vollständigen Schließen des Quetschventils 1 an ihren Endbereichen 38 durch Knicken sehr stark verformt, weshalb in diesen Bereichen hohe Anforderungen an die Elastizität und die Haltbarkeit der Membran 6 gestellt werden, insbesondere, wenn immer die gleichen Bereiche beansprucht werden. 1 2 AT 502 719 B1

Eine Möglichkeit diese Beanspruchungsspitzen zu reduzieren besteht darin, die Endbereiche 38, die sehr stark verformt werden, bei der Betätigung des Quetschventils 1 nicht an einer Position zu belassen, sondern zu verändern, indem die Endbereiche 38 durch eine Verstellvorrichtung 39 in verschiedene Positionen am Umfang der Membran verstellbar sind. Eine mögliche Ausführung ist in Fig. 5 dargestellt.

Die Verstellvorrichtung 39 umfasst einen Verstellantrieb 40, der im wesentlichen dem Antrieb der Steuerringe 27 entspricht und ein Zahnritzel 41 im Inneren des Ventilgehäuses 2 antreibt. Dieses Zahnritzel 41 wirkt über eine Außenverzahnung 42 auf einen Verstellring 43, der koaxial zur Mittelachse 10 und relativ zum Ventilgehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die auf die fix eingespannte Membran 6 wirkenden Klemmelemente 11 sind nun nicht im ortsfesten Ventilgehäuse 2 gelagert, sondern im relativ zur Membran 6 drehbaren Verstellring 43.

Die Stellung der Klemmelemente 11 ist somit nicht nur vom Drehwinkel der Steuerringe 27 alleine bestimmt, sondern vom relativen Drehwinkel zwischen den Steuerringen 27 und dem Verstellring 43. Der zum Schließen und Öffnen des Quetschventils 1 erforderlichen hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Steuerringe 27 wird zur Neupositionierung der Endbereiche 38 eine gemeinsame Drehung des Verstellrings 43 und der Steuerringe 27 mit den diese verbindenden Klemmelementen 11 und Koppelelementen 30 hinzugefügt. Diese Verstellung kann dabei z.B. bei jeder Ventilbetätigung erfolgen, wobei die Drehwinkel von Verstellring 43 und Steuerringen 27 durch die mechanische Kopplung jeweils aufeinander abgestimmt sein müssen. Die Abstimmung kann durch die Ansteuerung der beiden Zahnritzel 26, 41 erfolgen, kann aber im einfachsten Fall durch alleiniges Verdrehen des Verstellringes 43 in einer halbgeöffneten Stellung des Quetschventils 1 erfolgen. Vorraussetzung dafür ist jedenfalls, dass der Verstellring 43 nicht alleine durch die Schwenkbewegung der Steuerringe 27 mitbewegt werden kann, sondern selbsthemmend ist oder durch einen zusätzliche Bremse zwischen den Verstellvorgängen in seiner Position gehalten wird. Für große Verstellwinkel, z.B. wenn die durch Knicken belasteten Endbereiche 38 der Membran 6 über den gesamten Umfang wandern sollen, ist es wie in Fig. 5 dargestellt nötig, den Zahnkranz 28 an den Steuerringen 27 und die Außenverzahnung 42 des Verstellringes 43 über den gesamten Umfang auszuführen.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Membran 6 des Quetschventils 1 halb geschnitten in Schrägdarstellung. Um die beim Schließen des Quetschventils 1 auftretende Dehnung der Membran 6 zu verringern sind bei dieser Ausführungsform am Außenumfang von der Mittelachse 10 nach außen weisende Dehnfalten 44 angeordnet. Diese verlaufen in Umfangsrichtung und besitzen einen axialen Abstand der größer ist, als die Dicke 22 der Klemmelemente 11, wodurch sie die Verformung der Membran 6 in radialer Richtung erleichtern, jedoch keine unkontrollierte Falten zwischen den Klemmflächen 14 verursachen. Weiters sind die von den stirnseitigen Rändern 9 radial nach außen ausgebildeten Flanschansätze 19 erkennbar.

Um eine unkontrollierte Verformung der Membran 6 durch den in der Rohrleitung 4 herrschenden Innendruck zu verhindern ist die Membran 6 mit einer zugfesten Zugschicht 45 ausgestattet, die im Inneren der Membranwand eingearbeitet ist. Die Zugschicht 45 kann als Gewebe ausgebildet sein oder weist mehrere weitgehend in Umfangsrichtung verlaufende Verstärkungsfäden 46 auf, während in axialer Richtung die Dehnbarkeit nicht zu stark eingeschränkt werden darf, also die Zugschicht 45 hauptsächlich in Umfangsrichtung wirken oder selbst eine gewisse Elastizität aufweisen sollte.

Die Membran 6 selbst besteht aus Gründen der erforderlichen Elastizität aus einem Elastomer wie z.B. Gummi, PTFE, Silikon, EPDM, NBR, TPE, TPU usw.

In den Fig. 1 und 2 sind weiters noch zwei, die zylindrische Innenwand 5 nach außen überragende Ausnehmungen 47 im Ventilgehäuse 2 dargestellt, die die Enden der zusammengedrückten Membran 6 aufnehmen können, um eine unkontrollierte Faltenbildung zwischen den Klemmflächen 14 zu vermeiden. Weiters können die Ausnehmungen 47 im unverformten 13 AT 502 719 B1

Zustand der Membran 6 die vorgenannten Dehnfalten 44 aufnehmen.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Kupplungsvorrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Quetschventils 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.

Bezugszeichenliste 1 Quetschventil 36 Innendurchmesser 2 Ventilgehäuse 37 Führungsfläche 3 Durchgang 38 Endbereich 4 Rohrleitung 39 Verstellvorrichtung 5 Innenwand 40 Verstellantrieb 6 Membran 41 Zahnritzel 7 Innenmantel 42 Außenverzahnung 8 Durchflussquerschnitt 43 Verstellring 9 Rand 44 Dehnfalte 10 Mittelachse 45 Zugschicht 11 Klemmelement 46 Verstärkungsfaden 12 Gelenkanordnung 47 Ausnehmung 13 Schwenkachse 14 Klemmfläche 15 Durchströmrichtung 16 Stirnfläche 17 Stirnfläche 18 Antriebsvorrichtung 19 Flanschansatz 20 Gehäuseplatte 21 Gehäuseplatte 22 Dicke 23 Kreiszylindermantelabschnitt 24 Kreiszylindermantelabschnitt 25 Antriebswelle 26 Zahnritzel 27 Steuerring 28 Zahnkranz 29 Distanzelement 30 Koppelelement 31 Endabschnitt 32 Anlenkpunkt

Claims (20)

14 AT502 719B1 33 Endabschnitt 34 Anlenkpunkt 35 Ausnehmung Patentansprüche: 1. Quetschventil (1) umfassend ein Ventilgehäuse (2) das einen zylindrischen Durchgang (3) bildet, eine an der Innenwand (5) des Durchgangs (3) angeordnete, weitgehend zylindrische, an ihren stirnseitigen Rändern (9) an der Innenwand (5) des Durchganges (3) fixierte, flexible Membran (6), die mit ihrem Innenmantel (7) einen Durchflussquerschnitt (8) für ein Fluid umgrenzt, sowie zumindest zwei zusammenwirkende, mittels einer Antriebsvorrichtung (18) quer zur Mittelachse (10) des Durchgangs (3) verstellbare Klemmelemente (11) die bei Annäherung an die Mittelachse (10) mit Klemmflächen (14) gegenüberliegende Umfangsabschnitte der Membran (6) zwischen den Rändern (9) annähern und dabei den Durchflussquerschnitt (8) verringern und gegebenenfalls verschließen, wobei die Klemmelemente (11) an Gelenken (12) mit zur Mittelachse (10) weitgehend parallelen Schwenkachsen (13) gelagert sind und alle Klemmelemente (11) mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung (18) wirkverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (18) einen zur Mittelachse (10) koaxial angeordneten, drehbaren Steuerring (27) und mehrere, den Steuerring (27) jeweils mit einem Klemmelement (11) gelenkig verbindende Koppelelemente (30) umfasst.

2. Quetschventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerring (27) am Außenumfang zumindest abschnittsweise einen Zahnkranz (28) aufweist.

3. Quetschventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (28) über ein Zahnritzel (26) mit einem Stellhebel, einer Stellkurbel oder einem Stellmotor wirkverbunden ist.

4. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerring (27) mit seinem Innendurchmesser (36) auf einer oder mehreren kreiszylindrischen, vom Ventilgehäuse (2) gebildeten Führungsflächen (37) geführt ist.

5. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (18) zwei durch Distanzelemente (29) koaxial miteinander verbundene Steuerringe (27) aufweist.

6. Quetschventil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste Endabschnitte (31) der Koppelelemente (30) zwischen den zwei Steuerringen (27) schwenkbar gelagert sind.

7. Quetschventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Endabschnitte (33) der Koppelelemente (30) jeweils in einer Ausnehmung (35) in einem Klemmelement (11) schwenkbar gelagert sind.

8. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (12) an einem im Ventilgehäuse (2) relativ zur fixierten Membran (6) um die Mittelachse (10) drehbaren Verstellring (43) angeordnet sind.

9. Quetschventil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Verstellring (43) in Winkelschritten um die Mittelachse (10) drehende Verstellvorrichtung (39) ausgebildet ist.

10. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das 1 5 AT 502 719 B1 Verhältnis des Radius zwischen Mittelachse (10) und Anlenkpunkt (32) des ersten Endabschnitts (31) eines Koppelelements (30) am Steuerring (27) zum Abstand zwischen Mittelachse (10) und Schwenkachse (13) des Klemmelements (11) einen Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4, insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8 aufweist.

11. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Abstandes zwischen Schwenkachse (13) und dem Anlenkpunkt (34) des zweiten Endabschnitts (33) des Koppelelements (30) am Klemmelement (11) zum Abstand zwischen den Anlenkpunkten (32, 34) am ersten und am zweiten Endabschnitt (31, 33) des Koppelelements (30) einen Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,4 insbesondere 1,6 und einer oberen Grenze von 2, insbesondere 1,8 aufweist.

12. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses genau zwei Klemmelemente (11) aufweist.

13. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (12) punktsymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse (10) angeordnet sind.

14. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmfläche (14) jeweils aus zwei stetig und tangential ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten allgemeinen Zylindermantelabschnitten gebildet ist.

15. Quetschventil (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmfläche (14) jeweils aus zwei stetig und tangential ineinander übergehenden, gegensinnig gekrümmten Kreiszylindermantelabschnitten (23, 24) gebildet ist.

16. Quetschventil (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der näher am Gelenk (12) liegende Kreiszylindermantelabschnitt (23) konkav und der vom Gelenk (12) weiter entfernte Kreiszylindermantelabschnitt (24) konvex ausgebildet ist.

17. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) am Außenumfang von der Mittelachse (10) nach außen weisende Dehnfalten (44) aufweist.

18. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenwand (5) des Durchgangs (3) im Ventilgehäuse (2) von der Mittelachse (10) nach außen weisende Ausnehmungen (47) zur Aufnahme der verformten Membran (6) und/oder der Dehnfalten (44) ausgebildet sind.

19. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) aus zumindest zwei in Durchströmrichtung (15) betrachtet hintereinander liegenden und zur Durchströmrichtung (15) rechtwinkelig angeordneten, ebenen Gehäuseplatten (20, 21) mit Bohrungen bzw. Ausnehmungen für den Durchgang (3), die Klemmelemente (11) und die Antriebsvorrichtung (18) gebildet ist.

20. Quetschventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante am Übergang von den Klemmflächen (14) zu den quer zur Mittelachse (10) orientierten Stirnflächen (16, 17) der Klemmelemente (11) eine Fase oder eine Abrundung aufweist. Hiezu 6 Blatt Zeichnungen