DE102012012247A1

DE102012012247A1 - Ventilgehäuse und Baugruppe mit Ventielgehäuse und Verfahren zum Herstellen eines Ventilgehäuses

Info

Publication number: DE102012012247A1
Application number: DE102012012247A
Authority: DE
Inventors: Klaus Günther Beck; Michael Adelmann
Original assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-12-24
Anticipated expiration: 2032-06-23
Also published as: CN103511701B; CN103511701A; US9441752B2; DE102012012247B4; US20130341551A1

Abstract

An einem Ventilgehäuse (10) mit einem aus einem vorgefertigten Rohr gebildeten äußeren Rohrabschnitt (14), der einen Anschluss (20) für einen Ventilantrieb (24) aufweist, und mit einem inneren Rohrabschnitt (16), der einen Ventilsitz (28) aufweist, welcher eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem äußeren und dem inneren Rohrabschnitt (14, 16) darstellt, ist an der Umfangswand des äußeren Rohrabschnitts (14) ein Durchbruch (40) vorgesehen ist: Der innere Rohrabschnitt (16) ragt zumindest abschnittsweise mit dem Ventilsitz (28) von außerhalb des äußeren Rohrabschnitts (14) in den äußeren Rohrabschnitt (14) hinein, wobei das Ventilgehäuse (10) im Bereich des Durchbruchs (40) fluiddicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventilgehäuse mit einem aus einem vorgefertigten Rohr gebildeten äußeren Rohrabschnitt, der einen Anschluss für einen Ventilantrieb aufweist, und mit einem inneren Rohrabschnitt, der einen Ventilsitz aufweist, welcher eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem äußeren und dem inneren Rohrabschnitt darstellt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Baugruppe mit einem solchen Ventilgehäuse und einem Ventilantrieb und ein Verfahren zum Herstellen eines Ventilgehäuses.
Eine Ventilbaugruppe für ein Rohrsystem hat ein Ventilgehäuse mit zumindest zwei Rohrabschnitten, an die jeweils eine Rohrleitung angeschlossen werden kann, sowie einen zwischen den Rohrabschnitten angeordneten Ventilsitz, gegen den ein Ventilelement bewegt werden kann, um den Fluidweg zwischen den Rohrabschnitten wahlweise zu unterbrechen. Die Ventilbaugruppe weist des Weiteren einen Ventilantrieb auf, der an einem Anschluss des Ventilgehäuses montiert werden kann und der das Ventilelement gegen den Ventilsitz bewegt. Der Ventilantrieb ist ein Linearantrieb, der das Ventilelement in einer geradlinigen Bewegung gegen den Ventilsitz verschiebt. Der Ventilsitz muss also so ausgebildet bzw. ausgerichtet sein, dass das Ventilelement in einer geradlinigen Bewegung gegen den Ventilsitz bewegt werden kann.
Die Herstellung solcher Gehäuse mit einem Gussverfahren ist aufwändig, da entweder eine Form mit Schieber für die Kanäle erforderlich ist oder die Kanäle nach dem Gießen des Ventilgehäuses gebohrt oder gefräst werden müssen. Außerdem kommt es bei Gussverfahren auf Grund mangelnder Homogenität des Gefüges häufig unerwünscht zu Lunkerbildung. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Materialverbrauch bei spanender Fertigungsweise.
Aus diesem Grund werden solche Ventilgehäuse aus Rohrabschnitten hergestellt, die zu einem Ventilgehäuse zusammengesetzt werden. Aus der DE 10 2010 023 855 A1 ist beispielsweise ein Ventilgehäuse bekannt, das aus einem Rohrabschnitt hergestellt ist, wobei an einer Seite des Rohrabschnitts eine Aussparung gebildet ist, an der ein Ventilantrieb montiert werden kann. Die der Aussparung gegenüberliegende Seite des Rohrabschnitts ist zur Bildung eines Ventilsitzes nach innen zu einem Steg umgeformt, der annähernd in einer Ebene mit der Aussparung liegt. Durch eine Membran, die an der Aussparung anliegt und von einem Ventilantrieb gegen den Steg gedrückt werden kann, können die Rohrabschnitte fluiddicht voneinander getrennt werden. Mit dieser bekannten Verfahrensweise lassen sich Ventilgehäuse herstellen, bei denen der Ventilsitz als Steg ausgebildet ist. Andere Ventilsitzgeometrien, wie beispielsweise mit einer kreisförmigen Dichtkontur, wobei der Ventilsitz von einem Ringraum umgeben ist, sind mit diesem Verfahren nicht fertigbar.
Ein weiteres Ventilgehäuse ist aus der EP 1 561 982 A1 bekannt. Bei diesem Ventilgehäuse werden zwei Rohre, die jeweils rechtwinklig oder in einem spitzen Winkel zueinander verlaufende Rohrabschnitte aufweisen, in einem Verbindungsbereich zusammengefügt und durch eine Aussparung strömungstechnisch miteinander verbunden. Bei diesem Ventilgehäuse bildet die Aussparung den Ventilsitz, wodurch die Position des Ventilsitzes und somit auch die Position und die Stellrichtung des Ventilantriebs nicht beliebig verändert werden kann. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, dass Gehäuseteile direkt am Ventilsitz verschweißt werden müssen. Dadurch kann der Ventilsitz beschädigt werden, wodurch es zu Undichtheit im Ventil kommen würde.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventilgehäuse bereit zu stellen, das einfacher und kostengünstiger herzustellen ist und flexibel an die Einbaubedingungen angepasst werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem Ventilgehäuse mit einem aus einem Rohr gebildeten, äußeren Rohrabschnitt, der einen Anschluss für einen Ventilantrieb aufweist, und mit einem inneren Rohrabschnitt mit einem Ventilsitz, welcher eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem äußeren und dem inneren Rohrabschnitt darstellt, an der Umfangswand des äußeren Rohrabschnitts ein Durchbruch vorgesehen. Der innere Rohrabschnitt ragt zumindest abschnittweise mit dem Ventilsitz von außerhalb des äußeren Rohrabschnitts in den inneren Rohrabschnitt hinein, wobei das Ventilgehäuse im Bereich des Durchbruchs fluiddicht ist.
Erfindungsgemäß weist das Ventilgehäuse zwei aus jeweils einem vorgefertigten, d. h. bereits fertigen Rohr gebildete Rohrabschnitte auf, die teilweise ineinander gesteckt sind. An einem inneren Rohrabschnitt ist der Ventilsitz vorgesehen. An einem äußeren Rohrabschnitt ist der Anschluss für den Ventilantrieb vorgesehen. Der Ventilsitz und der Anschluss können beliebig am jeweiligen Rohrabschnitt positioniert werden, indem die Rohrabschnitte entsprechend umgeformt werden. Der Anschluss am äußeren Rohrabschnitt muss lediglich derart ausgebildet sein, dass der Ventilantrieb so am äußeren Rohrabschnitt montiert werden und ein Ventilelement innerhalb des äußeren Rohrabschnitts gegen den Ventilsitz bewegen kann. Dieses aus zwei Rohren zusammengesetzte Ventilgehäuse ist einfach herzustellen, da die zwei jeweils durch ein Rohr gebildeten Rohrabschnitte getrennt voneinander hergestellt und anschließend aneinander montiert werden können, beispielsweise indem der Durchbruch durch Schweißen oder Löten abgedichtet wird, wobei die Rohrabschnitte stoffschlüssig miteinander verbunden werden können.
Das im äußeren Rohrsegment liegende Ende des inneren Rohrsegments steht vorteilhafter Weise gegenüber der Innenseite des äußeren Rohrsegments vor.
Der Ventilsitz wird bevorzugt durch das innere Rohrsegment selbst gebildet. Alternativ hierzu kann ein Ring am Ende des inneren Rohrsegments befestigt sein, um den Ventilsitz zu erzeugen.
Bei der Erfindung ist im Gegensatz zum Stand der Technik ein Ringkanal zwischen innerem und äußerem Ringsegment gebildet. Dieser Ringkanal verläuft außen um einen ringförmigen Ventilsitz herum. Über den Ringkanal strömt Fluid aus dem äußeren Ringsegment in das innere oder umgekehrt. Es muss deshalb keine Umformung zu einem Steg durchgeführt werden, wie dies in der DE 10 2010 023 855 A1 offenbart ist.
Das Gehäuse nach der Erfindung ist vorzugsweise aus metallischen Rohrsegmenten, insbesondere aus Edelstahl.
Der Ventilsitz des inneren Rohrabschnitts kann beispielsweise durch den Rand oder am Rand des Rohrendes des inneren Rohrabschnitts gebildet sein, das in den äußeren Rohrabschnitt hineinragt. In dieser Ausführungsform müssen am inneren Rohrabschnitt keine zusätzlichen Aussparungen für den Ventilsitz angeordnet werden, so dass die Herstellung und die Montage des Ventilgehäuses vereinfacht ist. Der innere Rohrabschnitt kann vor der Montage am äußeren Rohrabschnitt so umgeformt werden, dass der Ventilsitz entsprechend ausgerichtet ist. Indem das Rohrende gerade, insbesondere senkrecht zu seiner Mittelachse abgeschnitten wird, kann zudem auf einfache Weise eine ebene Anlagefläche für den Ventilsitz geschaffen werden, so dass die Abdichtung des Ventilsitzes vereinfacht ist.
Der Anschluss für den Ventilantrieb kann durch den Rand eines freien Rohrendes des äußeren Rohrabschnitts gebildet sein, so dass für den Anschluss des Ventilantriebs ebenfalls keine zusätzlichen Aussparungen oder Durchbrüche am äußeren Rohrabschnitt erforderlich sind und zudem keine Abdichtung für das freie Rohrende notwendig ist. Analog zum inneren Rohrabschnitt weist das freie Ende des äußeren Rohrabschnitts eine ebene, insbesondere eine senkrecht zu seiner Mittelachse angeordnete Anschlussfläche auf.
Vorzugsweise ist der Ventilsitz in einer Ebene angeordnet, die parallel zur Ebene verläuft, in der der Anschluss für den Ventilantrieb angeordnet ist, so dass der Ventilantrieb das Ventilelement senkrecht gegen den Ventilsitz verschieben kann. Insbesondere sind der Ventilsitz und der Anschluss, senkrecht zu den durch sie definierten Ebenen betrachtet, konzentrisch zueinander angeordnet, haben also eine gemeinsame Mittelachse, so dass der zentrisch im Anschluss angeordnete Ventilantrieb das Ventilelement mittig gegen den Ventilsitz bewegen kann.
Der Ventilsitz und der Anschluss für den Ventilantrieb können auch in einer gemeinsamen Ebene, insbesondere konzentrisch zueinander liegen.
Der Durchbruch wird beispielsweise durch Schweißen oder Löten fluiddicht verschlossen, wodurch der äußere und der innere Rohrabschnitt stoffschlüssig, alternativ oder zusätzlich auch formschlüssig miteinander verbunden werden, so dass die Position des inneren Rohrabschnitts im äußeren Rohrabschnitt fixiert ist.
Zwischen dem Teil des inneren Rohrabschnitts, der im äußeren Rohrabschnitt liegt, und dem äußeren Rohrabschnitt kann auch ein Zentrierelement vorgesehen sein, das die Position des Ventilsitzes zum äußeren Rohrabschnitt festlegt. Dieses Zentrierelement kann die Position des inneren Rohrabschnitts während der Montage, also vor dem fluiddichten Verschließen des Durchbruchs, fixieren und/oder nach der Montage den inneren Rohrabschnitt im äußeren Rohrabschnitt stabilisieren.
Um die Position des Ventilsitzes zuverlässig im äußeren Rohrabschnitt festzulegen, so dass eine störungsfreie Funktion des Ventilantriebs möglich ist, ist das Zentrierelement vorzugsweise am Ventilsitz vorgesehen.
Das Zentrierelement kann beispielsweise durch einen Ring mit Durchflussöffnung gebildet sein, der den inneren Rohrabschnitt in Umfangsrichtung umschließt und der an der Innenfläche des äußeren Rohrabschnitts anliegt. Dadurch kann der innere Rohrabschnitt bzw. der Ventilsitz auf einfache Weise mittig im äußeren Rohrabschnitt zentriert werden, ohne die Durchströmung des Fluides in geöffnetem Zustand des Ventiles zu beeinflussen.
Die Rohrabschnitte können geradlinig verlaufen und beispielsweise in einem Winkel zueinander angeordnet sein, um den inneren Rohrabschnitt aus dem äußeren Rohrabschnitt herauszuführen. Vorzugsweise ist aber zumindest ein Rohrabschnitt umgeformt bzw. umgebogen, so dass der innere Rohrabschnitt nach einer möglichst kurzen Strecke aus dem äußeren Rohrabschnitt herausgeführt wird und das Ventilgehäuse möglichst kompakt ausgeführt werden kann. Insbesondere ist der zumindest ein Rohrabschnitt mechanisch umgeformt, beispielsweise durch ein Innenhochdruckumformverfahren oder ein anderes geeignetes Umformverfahren. Zudem können durch das Umformen der Ventilsitz und der Anschluss für den Ventilantrieb zueinander ausgerichtet werden.
Zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrabschnitt kann auf deren Außenseite auch ein Verstärkungselement, insbesondere ein Verstärkungsblech vorgesehen sein, das die Position der Rohrabschnitte sowie die gegenseitige Lage des Ventilsitzes und des Anschlusses für den Ventilantrieb festlegt und das Ventilgehäuse zusätzlich stabilisiert.
Die dem Ventilantrieb und dem Ventilsitz entgegengesetzten Enden des äußeren und des inneren Rohrabschnitts können je nach gewünschtem Verlauf des Leitungsrohres, in das das Ventilgehäuse eingesetzt wird, beliebig angepasst, insbesondere umgeformt, werden. Die dem Ventilantrieb und dem Ventilsitz entgegengesetzten Enden jeweils des äußeren und des inneren Rohrabschnitts sind beispielsweise entgegengesetzt zueinander gerichtet, wobei die Ränder der Enden in parallelen Ebenen und die Enden insbesondere konzentrisch zueinander angeordnet sein können. Dadurch kann das Ventilgehäuse in ein gerade verlaufendes Leitungsrohr eingesetzt werden.
Die Mittelachsen des äußeren und/oder des inneren Rohrabschnitts können beispielsweise auch bogenförmig, insbesondere über 90 Grad bogenförmig verlaufen. In dieser Ausführungsform sind der Ventilantrieb bzw. der Ventilsitz sowie der Anschluss senkrecht zum Verlauf des Rohres angeordnet, so dass der Anschluss und der Ventilantrieb einfach zu erreichen sind.
Der Durchbruch im äußeren Rohrabschnitt kann beispielsweise im äußeren Bereich der Krümmung des äußeren Rohrabschnitts vorgesehen sein.
Das Ventilgehäuse kann aber auch ein Schrägsitzventilgehäuse sein, bei dem der äußere Rohrabschnitt V-förmig, also in einem spitzen Winkel zueinander verlaufenden Rohrschenkel sowie einen Durchbruch im Übergangsbereich der Schenkel hat, wobei der Durchbruch zu einem der Schenkel koaxial ausgerichtet ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren eine Baugruppe mit einem erfindungsgemäßen Ventilgehäuse und einem Ventilantrieb vorgesehen, wobei die Ebene des Ventilsitzes und/oder des Anschlusses senkrecht zur Betätigungsrichtung des Ventils angeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der gezeigten Ventilgehäuse sieht folgende Schritte vor:
Zwei Rohre unterschiedlichen Durchmessers werden abgelängt und zur Bildung der Rohrsegmente umgeformt,
in das größere Rohrsegment wird einen Durchbruch eingebracht,
das kleinere Rohr wird mit einem Ende durch den Durchbruch in das größere Rohr gesteckt, um teilweise in das äußere Rohr zu ragen, und am Rand des Durchbruchs befestigt.
Weitere Vorteile und Merkmale finden sich in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses,
2 eine perspektivische Ansicht des Ventilgehäuses aus 1,
3 ein Zentrierelement zur Verwendung im Ventilgehäuse aus 1,
4 eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe mit dem Ventilgehäuse aus 1,
5 eine perspektivische Ansicht der Ventilbaugruppe aus 4,
6 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses,
7 eine perspektivische Ansicht des Ventilgehäuses aus 6,
8 eine Schnittansicht durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses,
9 eine Schnittansicht durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses, und
10 eine Schnittansicht durch eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses.
In den 1 und 2 ist ein Ventilgehäuse 10 für eine in den 4 und 5 gezeigte Ventilbaugruppe 12 gezeigt.
Die Baugruppe 12 kann in eine lineare Rohrleitung eingesetzt werden und den Durchfluss eines Fluids durch diese Rohrleitung regulieren.
Die Baugruppe 12 hat dazu des Weiteren einen z. B. elektromagnetischen Ventilantrieb 24 (siehe 4), der ein mit einem Anker gekoppeltes Ventilelement 25 (auch Ventilkörper genannt) linear im Ventilgehäuse 10 bewegen kann und der, wie im Folgenden dargestellt wird, am Ventilgehäuse 10 montiert ist.
Das Ventilgehäuse 10 hat, wie insbesondere in 1 zu sehen ist, einen äußeren Rohrabschnitt 14 sowie einen inneren Rohrabschnitt 16, die jeweils aus einem Teil eines vorgefertigten Rohres hergestellt sind.
Ein erstes Rohrende 18 des äußeren Rohrabschnitts 14 ist als Anschluss 20 für einen Ventilantrieb 24 ausgebildet (siehe auch 4 und 5) und weist Haltemittel, z. B. durch Absätze, für den Ventilantrieb 24 auf. Das zweite Rohrende 22 des äußeren Rohrabschnitts 14 bildet einen Rohranschluss für die Rohrleitung.
Das erste, innere Rohrende 26 des inneren Rohrabschnitts 16 bildet einen Ventilsitz Ventilsitz 28, gegen den ein Ventilelement 25 (s. 4) bewegt werden kann, um den äußeren Rohrabschnitt 14 gegenüber dem inneren Rohrabschnitts 16 abzudichten. Das zweite, äußere Rohrende 32 des inneren Rohrabschnitts 16 bildet ebenfalls einen Rohranschluss für eine Rohrleitung.
Der äußere Rohrabschnitt 14 ist durch einen umgebogenen Rohrabschnitt gebildet, wobei die Mittelachse M1 des äußeren Rohrabschnitts über 90 Grad bogenförmig verläuft (siehe 1). Der Rand 34 des ersten Rohrendes 18 sowie der Rand 36 des zweiten Rohrende 22 verlaufen jeweils in einer Ebene E1, E2, wobei diese Ebenen E1, E2 in der hier gezeigten Ausführungsform einen Winkel von etwa 90 Grad einschließen.
Das erste Rohrende 18 des äußeren Rohrabschnitts 14 weist vorteilhaft am Anschluss 20 einen größeren Durchmesser auf als am Rohrende 22. Die Durchmesservergrößerung kann als Aufweitung des Rohrabschnitts durch Innenhochdruckumformung erfolgen.
Im Bereich 38 der äußeren Krümmung des Bogens ist ein Durchbruch 40 in dem äußeren Rohrabschnitt 14 vorgesehen, durch den der innere Rohrabschnitt 16 von außen in den äußeren Rohrabschnitt 14 ragt.
Der innere Rohrabschnitt 16 ist ebenfalls gebogen, so dass die Mittelachse M2 des inneren Rohrabschnitts 16 über etwa 90 Grad bogenförmig verläuft und die Ebenen E3, E4 der Ränder 42, 44 der Rohrenden 26, 32 rechtwinklig zueinander stehen.
Der innere Rohrabschnitt 16 erstreckt sich mit dem ersten Rohrende 26 bzw. dem Ventilsitz 28 durch den Durchbruch 40 von außen in den äußeren Rohrabschnitt 14 hinein.
In der hier gezeigten Ausführungsform verlaufen die Ebenen E2, E4 der Ränder 34, 42 des inneren Rohrabschnitts 16 und des äußeren Rohrabschnitts 14 parallel zueinander, wobei diese auch anders ausgerichtet sein können. Der Durchbruch 40 ist zum inneren Rohrabschnitt 16 hin fluiddicht.
Der äußere Rohrabschnitt 14 sowie der innere Rohrabschnitt 16 können durch ein beliebiges Umformverfahren angepasst werden, beispielsweise durch Innenhochdruckumformung und/oder ein anderes mechanisches Umformverfahren.
Im äußeren Rohrabschnitt 14 ist des Weiteren ein in 3 im Detail gezeigtes Zentrierelement 30 vorgesehen, das den Ventilsitz 28 des inneren Rohrabschnitts 16 im äußeren Rohrabschnitt 14 fixiert bzw. koaxial zum Anschluss 20 des Ventilantriebs 24 zentriert.
Das Zentrierelement 30 ist durch einen äußeren Ring 50 mit einem Absatz 50 und einem inneren Ring 52 gebildet, die über mehrere Stege 54 verbunden sind. Zwischen dem äußeren Ring 50 und dem inneren Ring 52 sind mehrere Durchflussöffnungen 56 gebildet, durch die das Fluid strömen kann.
Der Ventilantrieb 24 wird mit einem Gehäuse 55 so am und im Anschluss 20 befestigt, dass die Stellrichtung S des Ventilantriebs senkrecht zur Ebene E4 des Randes 34 bzw. senkrecht zum Ventilsitz 28 verläuft.
Gegen den Ventilsitz 28 ist das Ventilelement 25 bewegbar. Das Ventilelement 25 mit einer ringförmigen Membran 57 gekoppelt, die mit einem äußeren Rand 58 fest mit dem Gehäuse 55 umlaufend gekoppelt ist, z. B. über Halteteile 61, 63. Mit einem inneren Rand 60 ist die Membran 57 umlaufend am Ventilelement 25 befestigt, so dass durch Bewegung des Ventilelements 25 die Membran 57 vom Ventilsitz 28 abhebbar oder gegen ihn gedrückt wird.
In geöffnetem Zustand der Baugruppe 12 liegt der innere Rand 60 nicht am Ventilsitz 28 an, so dass ein Fluid vom äußeren Rohrabschnitt 14 seitlich über den Ventilsitz 28 in den inneren Rohrabschnitt 16 strömen kann.
Um die Ventilbaugruppe 12 zu schließen, wird der Ventilantrieb 24 in Stellrichtung S bewegt, so dass der innere Rand 60 des Ventilelements 25 gegen den Ventilsitz 28 gedrückt wird und das Ventilelement 25 umlaufend am Ventilsitz 28 anliegt. Dadurch ist der innere Rohrabschnitt 16 strömungstechnisch vom äußeren Rohrabschnitt 14 getrennt, so dass ein Fluid nicht vom äußeren Rohrabschnitt 14 in den inneren Rohrabschnitt 16 strömen kann.
Da die Ebenen E2, E4 des Ventilsitzes 28 sowie des Anschlusses 20 parallel zueinander verlaufen und der Ventilsitz 28 sowie der Anschluss 20 konzentrisch zueinander angeordnet sind, kann das Ventilelement 25 durch ein einfaches, lineares Bewegen des Stellantriebs 24 in Stellrichtung S gegen den Ventilsitz 28 bewegt werden.
Das erfindungsgemäße Ventilgehäuse 10 ist also aus Rohren zusammengesetzt, die zwei Rohrabschnitten 14, 16 bilden und in der hier gezeigten Ausführungsform rechtwinklig umgebogen sind, wobei im äußeren Rohrabschnitt 14 ein Durchbruch für den inneren Rohrabschnitt 16 vorgesehen ist, der teilweise in den äußeren Rohrabschnitt 14 hineinragt, so dass der Ventilsitz 28 innerhalb des äußeren Rohrabschnitts 14 liegt. Folglich sind für das Gehäuse vorzugsweise nur zwei Rohre notwendig, die ineinander gesteckt werden.
Die Herstellung eines solchen Ventilgehäuses 10 ist sehr einfach und kostengünstig, da die Rohrabschnitte 14, 16 durch Ablängen und Umformen von Rohren einzeln vorgefertigt werden können. Die Rohrabschnitte 14 und 16 müssen lediglich ineinander gesteckt und anschließend der Durchbruch 40 zum inneren Rohrabschnitt 16 hin abgedichtet werden. Dies kann beispielsweise durch ein stoffschlüssiges Verfahren, wie Schweißen, Löten oder Verkleben, und/oder durch ein formschlüssiges Verfahren erfolgen, wodurch zudem eine Fixierung der Rohrabschnitte 14, 16 zueinander erfolgt.
Das Zentrierelement 30 fixiert während und nach der Montage den Ventilsitz 28 zentrisch zum Anschluss 20 des Ventilantriebs 24, so dass diese während und nach dem Einschieben des inneren Rohrabschnitts 16 gehalten sind.
Da das freie Ende des äußeren Rohrabschnitts 14 den Anschluss 20 für den Ventilantrieb 24 und das freie Rohrende 26 des inneren Rohrabschnitts 16 den Ventilsitz 28 bildet, müssen diese nicht zusätzlich abgedichtet werden, so dass der Aufbau des Ventilgehäuses 10 bzw. dessen Herstellung weiter vereinfacht sind.
Alternativ hierzu wäre es aber möglich, auf das freie Ende des inneren Rohrabschnitts 16 einen Ring zu stecken, der dann den Ventilsitz 28 bildet.
Der Ventilsitz 28 muss auch nicht durch ein freies Rohrende 26 des inneren Rohrabschnitts 16, d. h. dessen Stirnseite, gebildet sein. Der Ventilsitz 28 könnte auch an der innerhalb des äußeren Rohrabschnitts liegenden Wandung des inneren Rohrabschnitts 16 ausgebildet sein. Ebenso muss der Anschluss 20 für den Ventilantrieb nicht durch das freie Rohrende 18 des äußeren Rohrabschnitts 14 gebildet sein.
Vorzugsweise sind die Ebenen des Ventilsitzes 28 und des Anschlusses 20 parallel zueinander ausgerichtet und insbesondere konzentrisch zueinander angeordnet, so dass ein Ventilelement, beispielsweise eine Membran durch eine geradlinige Bewegung des Ventilantriebs 24 gegen den Ventilsitz bewegt werden kann. Anstatt einer Membran kann aber auch ein Stößel gegen den Ventilsitz gedrückt werden, um das freie Ende des inneren Rohrabschnitts zu schließen.
Insbesondere ist es denkbar, dass der Ventilsitz 28 und der Anschluss 20 in einer Ebene zueinander verlaufen. Der Ventilsitz 28 und der Anschluss 20 können aber auch in Abhängigkeit von der Stellrichtung S bzw. dem Ventilantrieb 24 beliebig zueinander ausgerichtet sein. Es ist lediglich sicherzustellen, dass der Ventilantrieb 24 ein Ventilelement 25 in Richtung gegen den Ventilsitz 28 bewegen kann.
Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses 10 ist in den 6 und 7 dargestellt. Der Aufbau dieses Ventilgehäuses entspricht im Wesentlichen dem in den 1 und 2 gezeigten Ventilgehäuse. Ergänzend zu diesem ist aber ein zusätzliches Verstärkungsblech 62 vorgesehen, durch das der innere Rohrabschnitt 16 außenseitig zusätzlich am äußeren Rohrabschnitt 14 fixiert ist, so dass ein Verschieben der Rohrabschnitte 14, 16 gegeneinander ausgeschlossen ist. Das Verstärkungsblech 62 kann zudem zur Befestigung des Ventilgehäuses 10 genutzt werden.
Die freien Rohrenden 22, 32 können beliebig ausgerichtet werden, beispielsweise abhängig von der Verlegung der Rohrleitung, an die das Ventilgehäuse 10 angesetzt werden soll.
In den in den 1 und 2 bzw. 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen sind die freien Rohrenden 22, 32 so angeordnet, dass diese entgegengesetzt gerichtet sind und parallel zueinander verlaufen, so dass das Ventilgehäuse 10 in ein gerades Rohr eingesetzt werden kann.
Eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilgehäuses 10 ist in 8 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist lediglich der äußere Rohrabschnitt 14 rechtwinklig gebogen, während der innere Rohrabschnitt 16 geradlinig verläuft, also nicht umgeformt ist. Die Ebenen E1, E3 der Rohrenden 22, 32 liegen also rechtwinklig zueinander, so dass die Rohranschlüsse rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
In den in den 9 und 10 gezeigten Ausführungsformen sind die Rohrenden 22, 32 jeweils gegenüberliegend zueinander angeordnet. Im Gegensatz zu den vorher gezeigten Ausführungsformen ist das Ventilgehäuse 10 hier ein Schrägsitzventilgehäuse, und der äußere Rohrabschnitt 14 hat zwei V-förmig zueinander verlaufende Rohrschenkel 64, 66, die miteinander einen spitzen Winkel einschließen.
Der Durchbruch 40 ist bei diesen Ausführungsformen im Übergangsbereich 68 zwischen den Rohrschenkeln 64, 66 angeordnet. Der Durchbruch 40 bzw. der innere Rohrabschnitt 16 sind so ausgebildet, dass die Ebene des Ventilsitzes 28 senkrecht zur Mittellinie M3 des ersten Rohrschenkels 64 verläuft, an dem der Anschluss 20 für den Ventilantrieb vorgesehen ist, so dass die Stellrichtung S des Ventilantriebs senkrecht zur Ebene des Ventilsitzes 28 verläuft.
Generell, dies ist auf keine Ausführungsform beschränkt, kann der innere Rohrabschnitt 16 leicht konisch zum innenliegenden Ende zulaufend sein, zumindest im Bereich des Durchbruchs 40. Damit ist sichergestellt, dass die Rohrabschnitte vor dem Befestigen unabhängig von den Toleranzen des Durchbruchs 40 schon am Durchbruch 40 geklemmt sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse steht das im äußeren Rohrsegment liegende Ende des inneren Rohrsegments vorteilhafter Weise gegenüber der Innenseite des äußeren Rohrsegments vor (Ausnahme 9).
Bei der Erfindung, dies ist auf keine Ausführungsform beschränkt, ist im Gegensatz zum Stand der Technik ein Ringkanal zwischen innerem und äußerem Ringsegment gebildet. Dieser Ringkanal verläuft außen um einen ringförmigen Ventilsitz herum. Über den Ringkanal strömt Fluid aus dem äußeren Ringsegment in das innere oder umgekehrt.
Das Verfahren zum Herstellen der gezeigten Ventilgehäuse sieht folgende Schritte vor:
Zwei Rohre unterschiedlichen Durchmessers werden abgelängt und zur Bildung der Rohrsegmente umgeformt,
in das größere Rohrsegment wird einen Durchbruch eingebracht,
das kleinere Rohr wird mit einem Ende durch den Durchbruch in das größere Rohr gesteckt, um teilweise in das äußere Rohr zu ragen, und am Rand des Durchbruchs befestigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010023855 A1 [0004, 0011]
EP 1561982 A1 [0005]

Claims

Ventilgehäuse (10) mit einem aus einem vorgefertigten Rohr gebildeten, äußeren Rohrabschnitt (14), der einen Anschluss (20) für einen Ventilantrieb (24) aufweist, und mit einem inneren Rohrabschnitt (16) mit einem Ventilsitz (28), welcher eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem äußeren Rohrabschnitt (14) und dem inneren Rohrabschnitt (16) darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Umfangswand des äußeren Rohrabschnitts (14) ein Durchbruch (40) vorgesehen ist, und dass der innere Rohrabschnitt (16) zumindest abschnittsweise mit dem Ventilsitz (28) von außerhalb des äußeren Rohrabschnitts (14) in den äußeren Rohrabschnitt (14) hineinragt, wobei das Ventilgehäuse (10) im Bereich des Durchbruchs (40) fluiddicht ist.
Ventilgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (28) durch den Rand oder an dem Rand (26) des in den äußeren Rohrabschnitt (14) ragenden freien Rohrendes des inneren Rohrabschnitts (16) gebildet ist.
Ventilgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (20) für den Ventilantrieb (24) an einem Rand (36) eines freien Rohrendes (18) des äußeren Rohrabschnitts (14) vorhanden ist.
Ventilgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand (36) des freien Rohrendes (18) des äußeren Rohrabschnitts (14) Haltemittel für den Ventilantrieb (24) vorgesehen sind.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (28) in einer Ebene angeordnet ist, die parallel zur Ebene verläuft, in der der Anschluss (20) für den Ventilantrieb (24) angeordnet ist, insbesondere wobei der Ventilsitz (28) und der Anschluss (20), senkrecht zu den durch sie definierten Ebenen betrachtet, konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (28) und der Anschluss (20) für den Ventilantrieb (24) in einer Ebene und, insbesondere, konzentrisch zueinander liegen.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Teil des inneren Rohrabschnitts (16), der im äußeren Rohrabschnitt (14) liegt, und dem äußeren Rohrabschnitt (14) ein Zentrierelement (30) vorgesehen ist, das die Position des Ventilsitzes (28) zum äußeren Rohrabschnitt (14) festlegt.
Ventilgehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (30) am Ventilsitz (28) vorgesehen ist.
Ventilgehäuse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (30) durch einen Ring (48) mit Durchflussöffnungen (56) gebildet ist, der den inneren Rohrabschnitt (16) in Umfangrichtung umschließt und der an der Innenfläche des äußeren Rohrabschnitts (14) anliegt.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Rohrabschnitt (14, 16) umgeformt, insbesondere mechanisch umgeformt ist.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außenseitig der Rohre zwischen dem innerem Rohrabschnitt (16) und dem äußerem Rohrabschnitt (14) ein Verstärkungselement, insbesondere ein Verstärkungsblech (62), vorgesehen ist.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ventilantrieb (24) entgegengesetzten Rohrenden (22, 32) des äußeren und inneren Rohrabschnitts (14, 16) entgegengesetzt gerichtet sind.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (M1, M2) des äußeren und/oder des inneren Rohrabschnitts (14, 16) bogenförmig, insbesondere über 90° bogenförmig verlaufen.
Ventilgehäuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (40) im äußeren Bereich (38) der Krümmung des Bogens vorgesehen ist.
Ventilgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Ventilgehäuse (10) ein Schrägsitzventilgehäuse ist, bei dem der äußere Rohrabschnitt (14) V-förmig zueinander verlaufende Rohrschenkel (64, 66) sowie einen Durchbruch (40) im Übergangsbereich (68) der Rohrschenkel (64, 66) hat, wobei der Durchbruch (40) zu einem der Rohrschenkel (64, 66) parallel, insbesondere koaxial ausgerichtet ist.
Baugruppe (12) mit einem Ventilgehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Ventilantrieb (24), wobei die Ebene des Ventilsitzes (28) und/oder des Anschlusses (20) für den Ventilantrieb (24) senkrecht zur Betätigungsrichtung (B) des Ventils angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Ventilgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Zwei Rohre unterschiedlichen Durchmessers werden abgelängt und zur Bildung der Rohrsegmente umgeformt, in das größere Rohrsegment wird eine Öffnung eingebracht, das kleinere Rohr wird mit einem Ende durch die Öffnung in das größere Rohr gesteckt, um teilweise in das äußere Rohr zu ragen, und am Rand der Öffnung befestigt.