DE102012107378A1

DE102012107378A1 - Switching valve for liquid chromatography, in particular high-pressure switching valve for high performance liquid chromatography

Info

Publication number: DE102012107378A1
Application number: DE102012107378.3A
Authority: DE
Inventors: Joachim Wiechers; Hermann Hochgraeber
Original assignee: Dionex Softron GmbH
Current assignee: Dionex Softron GmbH
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2032-08-11
Also published as: CN103574098B; CN103574098A; DE102012107378B4; JP5753555B2; JP2014038095A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltventil für die Flüssigkeitschromatographie, insbesondere Hochdruck-Schaltventil für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit einem in einem Gehäuse (3) angeordneten Stator (29), welcher mehrere Anschlussports (31) aufweist, und mit einem im Gehäuse (3) angeordneten, drehbaren Rotor (23), der in vorbestimmten, durch zugeordnete Winkelstellungen definierten Schaltstellungen mit dem Stator (29) zur fluidischen Verbindung oder Trennung von vorbestimmten Anschlussports (31) zusammenwirkt, wobei der Rotor (23) mittels einer im Gehäuse (3) angeordneten Lager- und Anpresseinrichtung (8) drehbar gelagert und mit einer vorgegebenen Anpresskraft in Richtung auf den Stator (29) beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß weist die Lager- und Anpresseinrichtung (8) ein Ausgleichselement (21, 21‘) auf, welches den Rotor zur Übertragung der Anpresskraft beaufschlagt, wobei die Längsachse des Ausgleichselements (21, 21‘) im Wesentlichen mit der Drehachse des Rotors (23) fluchtet. Das Ausgleichselement (21, 21‘) weist einen im Wesentlichen starren, biegefesten Kopfbereich auf, der mit einer Beaufschlagungsfläche den Rotor beaufschlagt, und einen Fußbereich, mit dem sich das Ausgleichselement gegen eine die Anpresskraft erzeugende Einheit der Lager- und Anpresseinrichtung (8) oder ein die Anpresskraft übertragendes Element der Lager- und Anpresseinrichtung (8) abstützt, sowie einen zwischen dem Kopfbereich und dem Fußbereich vorgesehenen Biegebereich, der so ausgebildet ist, dass er eine elastische Biegeverformung derart ermöglicht, dass die Beaufschlagungsfläche des Kopfbereichs den Rotor (23) auch bei Taumelbewegungen des Rotors (23) in jeder Winkelstellung des Rotors (23) vollflächig beaufschlagt und dabei in der Berührungsebene zwischen Rotor (23) und Stator (29) eine im Wesentlichen gleichmäßige Druckverteilung erzeugt wird.The invention relates to a switching valve for liquid chromatography, in particular a high-pressure switching valve for high-performance liquid chromatography, with a stator (29) which is arranged in a housing (3) and has several connection ports (31), and with a rotatable stator (3) arranged in the housing (3) Rotor (23), which interacts in predetermined switching positions defined by assigned angular positions with the stator (29) for fluid connection or separation of predetermined connection ports (31), the rotor (23) by means of a bearing and The pressing device (8) is rotatably mounted and subjected to a predetermined pressing force in the direction of the stator (29). According to the invention, the bearing and pressing device (8) has a compensating element (21, 21 ') which acts on the rotor to transmit the pressing force, the longitudinal axis of the compensating element (21, 21') essentially coinciding with the axis of rotation of the rotor (23) flees. The compensating element (21, 21 ') has a substantially rigid, rigid head area which acts on the rotor with an impingement surface, and a foot area with which the compensating element is positioned against a unit of the bearing and pressing device (8) or an element of the bearing and pressing device (8) that transmits the contact pressure is supported, as well as a bending area provided between the head area and the foot area, which is designed so that it enables elastic bending deformation such that the impingement surface of the head area also supports the rotor (23) when the rotor (23) wobbles in every angular position of the rotor (23) the entire surface is applied and a substantially uniform pressure distribution is generated in the contact plane between the rotor (23) and stator (29).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltventil für die Flüssigkeitschromatographie, insbesondere ein Hochdruck-Schaltventil für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. The invention relates to a switching valve for liquid chromatography, in particular a high-pressure switching valve for high-performance liquid chromatography (HPLC), having the features of the preamble of patent claim 1.

In der HPLC werden Hochdruck-Schaltventile für eine ganze Reihe unterschiedlicher Aufgaben verwendet, beispielsweise um eine zu untersuchende Probe aus einem Probenbehälter zu entnehmen, in eine Probenschleife einzuspeisen und von da in einen Hochdruck-Flüssigkeitsstrom in Richtung auf eine Chromatographiesäule einzubringen, oder um verschiedene Komponenten zu spülen oder um zwischen mehreren Säulen umzuschalten. In HPLC, high-pressure switching valves are used for a whole range of different tasks, for example, to remove a sample to be examined from a sample container, feed it into a sample loop and from there into a high-pressure liquid flow in the direction of a chromatography column, or various components to flush or to switch between several columns.

Derartige Schaltventile werden in der Regel in automatischen Probengebern für die HPLC, in Säulenöfen oder in Fraktionssammlern verbaut. Such switching valves are usually installed in autosamplers for HPLC, in column ovens or in fraction collectors.

Beim Einsatz von Schaltventilen ist es fast immer von Vorteil, wenn nur kurze Kapillarwege, d.h. kurze Längen von das zu schaltende Medium führenden Kapillaren, zwischen den betreffenden Komponenten erforderlich sind. Beispielsweise ist es beim Führen von Proben in einem Eluentenstrom von Vorteil, wenn nur kurze Kapillarwege überwunden werden müssen, da dann die Dispersion der Probe, also das Vermischen der Probe mit dem im Flussweg vor und hinter der Probe befindlichen Eluenten, gering ist. Zudem wird durch kurze Kapillarwege der Druckverlust im betreffenden System minimiert. When switching valves are used, it is almost always advantageous if only short capillary paths, i. short lengths of the medium to be switched capillaries are required between the components in question. For example, it is advantageous when carrying samples in an eluent stream if only short capillary paths have to be overcome, since then the dispersion of the sample, ie the mixing of the sample with the eluent present in the flow path in front of and behind the sample, is low. In addition, short capillary paths minimize the pressure loss in the respective system.

Um kurze Kapillarwege zu ermöglichen, ist es vorteilhaft bzw. in vielen Fällen unabdingbar, wenn das Schaltventil möglichst kompakt aufgebaut ist. Hierdurch kann das Schaltventil Platz sparend und variabel eingesetzt werden. In order to enable short capillary paths, it is advantageous or in many cases essential if the switching valve is constructed as compact as possible. As a result, the switching valve can be used space-saving and variable.

Trotz eines kompakten Aufbaus muss ein derartiges Schaltventil selbstverständlich auch eine präzise und reproduzierbare Positionierung der bewegten, das zu schaltende Medium führenden Teile gewährleisten. In spite of a compact design, such a switching valve must of course also ensure precise and reproducible positioning of the moving parts leading to the medium to be switched.

Schaltventile, wie sie für das Einbringen einer Probe in den Fluidstrom verwendet werden, weisen üblicherweise einen Stator auf, in welchem mehrere Anschlussports für das Zuführen beziehungsweise Abführen des Fluids zu beziehungsweise von dem Schaltventil vorgesehen sind. Die Ports sind über Kanäle mit Öffnungsquerschnitten verbunden, die an einer Schaltfläche des Stators, beispielsweise der Stirnseite eines im Wesentlichen zylindrischen Statorelements, ausgebildet sind. Der Rotor weist ebenfalls eine Schaltfläche auf, welche mit der Schaltfläche des Stators zusammenwirkt, wobei in der Schaltfläche des Rotors Nuten ausgebildet sind, die dazu dienen, abhängig von zwei oder mehreren Schaltpositionen bestimmte Öffnungsquerschnitte beziehungsweise Ports des Stators miteinander zu verbinden. Der Rotor und der Stator müssen dabei mit einer ausreichend hohen Anpresskraft aneinander gepresst werden, um eine Dichtigkeit in der Ebene der Schaltflächen auch bei den hohen Drücken zu erreichen, die in der Flüssigkeitschromatographie, insbesondere der HPLC, auftreten. Switching valves, as used for introducing a sample into the fluid flow, usually have a stator in which a plurality of connection ports for supplying or discharging the fluid to and from the switching valve are provided. The ports are connected via channels with opening cross sections, which are formed on a button of the stator, for example the end face of a substantially cylindrical stator element. The rotor also has a button which cooperates with the button of the stator, wherein in the button of the rotor grooves are formed, which serve to connect depending on two or more switching positions specific opening cross-sections or ports of the stator. The rotor and the stator must be pressed together with a sufficiently high contact pressure to achieve a tightness in the level of the buttons even at the high pressures that occur in liquid chromatography, especially HPLC.

Derartige Schaltventile sind beispielsweise in der WO 2009/101695 A1 oder der US 2010/0281959 A1 beschrieben. Such switching valves are for example in the WO 2009/101695 A1 or the US 2010/0281959 A1 described.

In jüngerer Zeit werden in der HPLC infolge der hier verwendeten hohen Drücke für das zu schaltende Medium der Stator und der Rotor so ausgebildet, dass die beiden zusammenwirkenden Flächen jeweils aus einem harten Material bestehen oder mit einem harten Material beschichtet sind. Es ist in diesem Fall erforderlich, dass der Rotor gegenüber dem Stator um ausreichende Winkelbeträge taumelbar gelagert ist, um Fertigungs- und Montagetoleranzen auszugleichen und in jeder Winkelstellung eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung in der Berührungsfläche zu erzeugen. Hierzu ist es bekannt, den Rotor mittels eines flexiblen Kissens taumelbar zu lagern (z.B. DE 10 2011 000 104 , nicht vorveröffentlicht; ähnlich WO 2011/008657 A2 ). Diese Funktionalität soll auch bei dem Ventil nach der vorliegenden Erfindung realisierbar sein. More recently, in the HPLC, due to the high pressures used for the medium to be switched, the stator and the rotor are formed so that the two cooperating surfaces are each made of a hard material or coated with a hard material. It is necessary in this case that the rotor relative to the stator is mounted staggerable by sufficient angular amounts to compensate for manufacturing and assembly tolerances and to produce in each angular position as uniform as possible pressure distribution in the contact surface. For this purpose, it is known to store the rotor by means of a flexible cushion wobble (eg DE 10 2011 000 104 , not pre-published; similar WO 2011/008657 A2 ). This functionality should also be feasible with the valve according to the present invention.

Der Erfindung liegt daher ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Schaltventil für die Flüssigkeitschromatographie, insbesondere ein Hochdruck-Schaltventil für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, zu schaffen, welches eine möglichst homogene Druckverteilung in der Berührungsfläche zwischen Rotor und Stator aufweist und gleichzeitig eine exakte Führung und Positionierung des Rotors gewährleistet sowie eine kompakte Baugröße aufweist. The invention is therefore based on the above-mentioned prior art, the object to provide a switching valve for liquid chromatography, in particular a high-pressure switching valve for high performance liquid chromatography, which has a very homogeneous pressure distribution in the contact surface between the rotor and stator and at the same time ensures exact guidance and positioning of the rotor and has a compact size.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The invention solves this problem with the features of patent claim 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es günstiger ist, ein Ausgleichselement zur Ermöglichung von Taumelbewegungen für den Rotor nicht in Form eines Kissens aus einem relativ weichen, elastischen Material, wie z.B. einem Kunststoff, herzustellen oder aufwändige Lagerungen zu verwenden, sondern das Ausgleichselement aus einem relativ steifen, druckfesten und temperaturbeständigen Material, insbesondere aus einem Metall oder Keramik, zu fertigen und die Taumelbewegungen durch eine geeignete Geometrie zu ermöglichen. Hierdurch ergibt sich eine deutlich verbesserte Temperaturbeständigkeit und Langzeitstabilität. The invention is based on the recognition that it is better to make a compensating element to enable wobbling for the rotor not in the form of a pad of a relatively soft, elastic material, such as a plastic, or to use elaborate bearings, but the compensation element from a relatively stiff, pressure-resistant and temperature-resistant material, in particular of a metal or ceramic, to manufacture and the To allow tumbling movements through a suitable geometry. This results in a significantly improved temperature resistance and long-term stability.

Die Längsachse des Ausgleichselements (21, 21‘) fluchtet vorzugsweise im Wesentlichen mit der Drehachse des Rotors (23). The longitudinal axis of the compensating element ( 21 . 21 ' ) is preferably aligned substantially with the axis of rotation of the rotor ( 23 ).

Erfindungsgemäß weist das Ausgleichselement einen Kopfbereich auf, der mit einer Beaufschlagungsfläche den Rotor beaufschlagt, und einen Fußbereich, mit dem sich das Ausgleichselement gegen eine die Anpresskraft erzeugende Einheit der Lager- und Anpresseinrichtung oder ein die Anpresskraft übertragendes Element der Lager- und Anpresseinrichtung abstützt, sowie einen zwischen dem Kopfbereich und dem Fußbereich vorgesehenen Biegebereich, der so ausgebildet ist, dass er eine elastische Biegeverformung derart ermöglicht, dass die Beaufschlagungsfläche des Kopfbereichs den Rotor auch bei Taumelbewegungen des Rotors in jeder Winkelstellung des Rotors vollflächig beaufschlagt und dabei in der Berührungsebene zwischen Rotor und Stator eine im Wesentlichen gleichmäßige Druckverteilung erzeugt wird. According to the invention, the compensation element has a head region which acts on the rotor with an application surface, and a foot region with which the compensation element is supported against a unit of the bearing and pressing device which generates the contact pressure or an element of the bearing and pressing device which transmits the contact force a bending region provided between the head portion and the foot portion, which is configured to allow elastic bending deformation such that the urging surface of the head portion fully urges the rotor in each angular position of the rotor even when the rotor is wobbled, and thereby in the plane of contact between the rotor and the rotor Stator a substantially uniform pressure distribution is generated.

Der Kopfbereich kann in einer Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen starr und biegefest ausgebildet sein. Der Kopfbereich kann hierzu einen gegenüber dem Biegebereich vergrößerten Querschnitt aufweisen, so dass im Kopfbereich praktisch keine elastischen Deformationen erfolgen. In one embodiment of the invention, the head region can be made substantially rigid and resistant to bending. For this purpose, the head area can have an enlarged cross section relative to the bending area, so that virtually no elastic deformations take place in the head area.

Ein derartiges Ausgleichselement ist auf einfache Weise und kostengünstig herzustellen, beispielsweise als einfaches Drehteil aus Metall. Zudem gewährleistet ein relativ hartes, druckfestes Material eine hervorragende Langzeitstabilität. Such a compensation element is simple and inexpensive to manufacture, for example as a simple turned part made of metal. In addition, a relatively hard, pressure-resistant material ensures excellent long-term stability.

Nach einer einfach zu fertigenden Ausführungsform der Erfindung ist das Ausgleichselement als stabförmiges Element bzw. Taumelstab ausgebildet. Als Material eignet sich insbesondere jedes harte, ausreichend druckfeste, ausreichend biegeelastische und temperaturbeständige Material, wie beispielsweise Stahl oder Keramik. Selbstverständlich muss die Geometrie des Ausgleichselement auch unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften so gewählt werden, dass zumindest im Biegebereich die gewünschte elastische Deformation unter Aufrechterhaltung der in axialer Richtung zu übertragenden Druckkraft gewährleistet ist. According to an embodiment of the invention that is easy to manufacture, the compensation element is designed as a rod-shaped element or wobble rod. As a material is in particular any hard, sufficiently pressure-resistant, sufficiently flexible and temperature-resistant material, such as steel or ceramic. Of course, the geometry of the compensation element must also be chosen taking into account the material properties so that at least in the bending region, the desired elastic deformation is ensured while maintaining the compressive force to be transmitted in the axial direction.

Der Biegebereich oder der Biegebereich und der Fußbereich können dabei als vorzugsweise zylindrischer Bereich ausgebildet sein, wobei die Geometrie und das Material des Biegebereichs so gewählt sind, dass die erforderlichen Taumelbewegungen ermöglicht werden. The bending region or the bending region and the foot region can be formed as a preferably cylindrical region, wherein the geometry and the material of the bending region are selected so that the required tumbling movements are made possible.

Nach einer anderen Ausführungsform kann der Biegebereich zwei in axialer Richtung zur Übertragung der Anpresskraft ausreichend druckfeste Dünnstellen oder Festkörpergelenke aufweisen, wobei die Dünnstellen oder Festkörpergelenke jeweils quer zur Längsachse des Ausgleichselements biegeelastisch sind und wobei die Längserstreckungsebenen der beiden Dünnstellen, aus denen heraus die Biegebewegung erfolgt, bzw. die Biegeachsen der Festkörpergelenke einen Winkel ungleich Null einschließen, vorzugsweise senkrecht aufeinander stehen. According to another embodiment, the bending region may have two sufficiently pressure-resistant thin bodies or solid-body joints in the axial direction for transmitting the contact pressure, the thin bodies or solid-body joints being flexurally elastic transversely to the longitudinal axis of the compensation element, and the longitudinal extension planes of the two thin locations from which the bending movement takes place. or the bending axes of the solid-state joints include an angle not equal to zero, preferably perpendicular to each other.

Üblicherweise weist der Stator derartiger Hochdruck-Schaltventile eine Statorstirnfläche auf, in welcher mehrere Öffnungsquerschnitte von mehreren, durch Kanäle im Stator gebildeten Ports ausgebildet sind. Der Rotor weist eine die Statorstirnfläche beaufschlagende Rotorstirnfläche auf, in welcher eine oder mehrere Nuten ausgebildet sind, die abhängig von der Drehposition des Rotors gegenüber dem Stator jeweils bestimmte Portöffnungen fluidisch und druckdicht verbinden. Zusätzlich oder anstelle einer oder mehrerer Nuten können in der Rotorstirnfläche auch Öffnungsquerschnitte von einem oder mehreren im Rotor vorgesehenen Verbindungskanälen vorgesehen sein. Werden die Querschnittsöffnungen der Verbindungskanäle in einer bestimmten Drehposition des Rotors mit den Öffnungsquerschnitten vorgegebener Ports zur Deckung gebracht, so wird eine Verbindung dieser Ports erreicht. Usually, the stator of such high-pressure switching valves has a stator end face, in which a plurality of opening cross-sections of a plurality of ports formed by channels in the stator are formed. The rotor has a rotor end face which acts on the stator end face and in which one or more grooves are formed, which each fluidically and pressure-tightly connect specific port openings depending on the rotational position of the rotor relative to the stator. In addition or instead of one or more grooves, opening cross-sections of one or more connecting channels provided in the rotor can also be provided in the rotor end face. If the cross-sectional openings of the connecting channels are brought into coincidence with the opening cross-sections of predetermined ports in a specific rotational position of the rotor, a connection of these ports is achieved.

Der (zentrale) Bereich der Statorstirnfläche, in dem die Öffnungsquerschnitte der Ports liegen, und der gegenüber der (üblicherweise insgesamt ebenen) Rotorstirnfläche abgedichtet werden muss, ist üblicherweise gegenüber dem umgebenden Bereich der Statorstirnfläche leicht erhaben ausgebildet. Die Dichtfläche zwischen Rotor und Stator wird somit durch die Größe des erhabenen Bereichs der Statorstirnfläche festgelegt. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die radiale Ausdehnung der Beaufschlagungsfläche des Kopfbereichs des Ausgleichselements zumindest so groß gewählt wie die radiale Ausdehnung des Bereichs der Rotorstirnfläche, in welcher die Nuten vorgesehen sind. Hierdurch kann eine gleichmäßige Druckverteilung in der Berührungsfläche zwischen Stator und Rotor gewährleistet und aufrechterhalten werden. Die Beaufschlagungsfläche kann auch so groß gewählt sein, wie die gesamte Dichtfläche zwischen Rotor und Stator, die bei einer erhabenen Ausbildung des relevanten Bereichs der Statorstirnfläche, in welchem die Querschnittsöffnungen der Ports vorgesehen sind, durch diese festgelegt ist. The (central) region of the stator end face, in which the opening cross sections of the ports are located, and which must be sealed against the (usually generally flat) rotor end face, is usually slightly raised relative to the surrounding region of the stator end face. The sealing area between rotor and stator is thus determined by the size of the raised area of the stator end face. According to one embodiment of the invention, the radial extent of the loading surface of the head region of the compensating element is at least as large as the radial extent of the region of the rotor end face in which the grooves are provided. As a result, a uniform pressure distribution in the contact surface between the stator and rotor can be ensured and maintained. The loading surface may also be chosen to be as large as the entire sealing surface between the rotor and stator, which is defined by a raised formation of the relevant region of the Statorstirnfläche in which the cross-sectional openings of the ports are provided.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann sich der Fußbereich des Ausgleichselements gegen ein vorzugsweise topfförmig ausgebildetes Koppelement der Lager- und Anpresseinrichtung abstützen, wobei das Koppelelement drehfest aber axial verschiebar und erforderliche Taumelbewegungen des Rotors ermöglichend mit dem Rotor verbunden ist. Die aus Ausgleichselement und Koppelelement bestehende Koppeleinheit rotiert zusammen mit dem Rotor und überträgt die Anpresskraft auf den Rotor. According to one embodiment of the invention, the foot region of the compensating element can be supported against a preferably cup-shaped coupling element of the bearing and pressing device, wherein the coupling element rotatably but axially verschiebar and required tumbling movements of the rotor is possible connected to the rotor. The coupling element consisting of compensating element and coupling element rotates together with the rotor and transmits the contact pressure to the rotor.

Die Lager- und Anpresseinrichtung kann hierzu eine vorzugsweise ringförmig ausgebildete Federeinheit aufweisen, welche das Koppelelement mit der Anpresskraft beaufschlagt. Das Koppelelement kann topfförmig ausgebildet sein, wobei sich das Ausgleichselement mit dem Fußbereich am Boden des Koppelelements abstützt und mit seinem Kopfbereich, zumindest mit dessen oberer Stirnfläche, die dem Rotor zugewandt ist, über die Stirnseite des Koppelelements hinausragt. For this purpose, the bearing and pressing device can have a preferably ring-shaped spring unit, which acts on the coupling element with the contact pressure. The coupling element may be cup-shaped, wherein the compensating element is supported with the foot region at the bottom of the coupling element and projects with its head region, at least with its upper end face, which faces the rotor, protrudes beyond the end face of the coupling element.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Lager- und Anpresseinrichtung ein Aufnahmeteil aufweisen, welches um die Drehachse des Rotors drehbar und axial fest gelagert ist und gegen welches sich die Federeinheit abstützt, wobei das Aufnahmeteil unmittelbar oder über die Federeinheit drehfest mit dem Koppelelement verbunden ist und das Aufnahmeteil, die Federeinheit, das Koppelelement und das Ausgleichselement zusammen mit dem Rotor eine um die Drehachse des Rotors drehbare Einheit bilden. According to one embodiment of the invention, the bearing and pressing device may have a receiving part, which is rotatably and axially fixedly mounted about the axis of rotation of the rotor and against which the spring unit is supported, wherein the receiving part is rotatably connected directly or via the spring unit with the coupling element and the receiving part, the spring unit, the coupling element and the compensation element together with the rotor form a rotatable about the axis of rotation of the rotor unit.

Das Aufnahmeteil kann dabei mittels eines einzigen Radiallagers, vorzugsweise eines Radial-Wälzlagers, gelagert sein, welches eine derart hohe axiale Tragfähigkeit aufweist, dass es die zur Anpressung des Rotors an den Stator erforderliche axiale Anpresskraft aufnehmen kann. Das Lager kann hierzu beispielsweise als Schrägkugellager ausgebildet sein. The receiving part can be mounted by means of a single radial bearing, preferably a radial roller bearing, which has such a high axial load capacity that it can take the required for pressing the rotor to the stator axial contact pressure. The bearing can be designed for this purpose, for example, as angular contact ball bearings.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Aufnahmeteil hohlzylindrisch oder topfförmig ausgebildet sein und zur Abstützung gegenüber dem Lager einen vorzugsweise umlaufenden, radialen Flansch aufweisen, wobei sich die Federeinheit gegen die Stirnseite des Flansches des Aufnahmeteils abstützt, welche dem Rotor zugewandt ist. Das Aufnahmeteil kann somit das Koppelelement aufnehmen und erforderlichenfalls axial verschiebbar lagern und damit gleichzeitig koaxial zentrieren. Die Zentrierung kann jedoch auch nur über die ringförmig ausgebildete Federeinheit erfolgen, die so ausgebildet sein kann, dass sie das Koppelelement mit einer radial einwärts gerichteten Zentrierkraft beaufschlagt, wenn die Federeinheit aus ihrer entspannten Ausgangslage (bei der Montage des Ventils) axial vorgespannt wird (und sich hierdurch der Durchmesser der Ringöffnung verringert). According to one embodiment of the invention, the receiving part may be formed as a hollow cylinder or cup-shaped and for supporting the bearing a preferably circumferential, radial flange, wherein the spring unit is supported against the end face of the flange of the receiving part, which faces the rotor. The receiving part can thus receive the coupling element and, if necessary, store axially displaceable and thus at the same time center coaxially. However, the centering can also take place only via the ring-shaped spring unit, which can be designed such that it acts on the coupling element with a radially inwardly directed centering force when the spring unit from its relaxed starting position (during assembly of the valve) is axially biased (and this reduces the diameter of the ring opening).

Das Aufnahmeteil kann an seiner (dem Rotor zugewandten) Stirnseite oder dem Flansch einen beispielsweise umlaufenden, axialen Vorsprung aufweisen, welcher mit dem sich gegen die Stirnseite des Aufnahmeteils oder des Flansches abstützenden Bereich der Federeinheit zur radialen Positionierung und Fixierung der Federeinheit zusammenwirkt. Die Federeinheit kann sich somit radial gegen den axialen Vorsprung des Aufnahmeteils abstützen, wodurch die Federeinheit selbst zentriert wird und auch die vorstehend angesprochene Zentrierung des Koppelelements bewirkt werden kann. Da das Koppelelement drehfest (und selbstverständlich auch in radialer Richtung fest) mit dem Rotor verbunden ist, wird hierdurch auch die Positionierung des Rotors gegenüber dem Stator bewirkt. The receiving part may have on its (the rotor facing) end face or the flange, for example, a circumferential, axial projection which cooperates with the support against the end face of the receiving part or the flange portion of the spring unit for radial positioning and fixing of the spring unit. The spring unit can thus be supported radially against the axial projection of the receiving part, whereby the spring unit itself is centered and also the above-mentioned centering of the coupling element can be effected. Since the coupling element rotatably (and of course also fixed in the radial direction) is connected to the rotor, this also causes the positioning of the rotor relative to the stator.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Aufnahmeteil einen vom Stator abgewandten Antriebsbereich auf, welcher mit dem Abtrieb der Antriebseinrichtung koppelbar ist. Infolge der axialen Verschiebbarkeit des Koppelelements gegenüber dem Aufnahmeteil und der axial festen Lagerung des Aufnahmeteils kann somit eine einfache Ankopplung einer Antriebseinrichtung, beispielsweise in Form eines ansteuerbaren motorischen Antriebs oder eines manuell zu betätigenden Betätigungselements, erfolgen. According to one embodiment of the invention, the receiving part has a drive region facing away from the stator, which can be coupled to the output of the drive device. As a result of the axial displaceability of the coupling element relative to the receiving part and the axially fixed mounting of the receiving part can thus be a simple coupling of a drive device, for example in the form of a controllable motor drive or a manually operated actuator done.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawing. In the drawing show:

1 eine perspektivische, aufgebrochene Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Schaltventils nach der Erfindung; 1 a perspective, broken view of a first embodiment of a switching valve according to the invention;

2 eine perspektivische, aufgebrochene Darstellung des eigentlichen Schaltventils (ohne Antriebseinrichtung) einer zweiten Ausführungsform eines Schaltventils nach der Erfindung; und 2 a perspective, broken-away view of the actual switching valve (without drive means) of a second embodiment of a switching valve according to the invention; and

3 eine perspektivische, aufgebrochene Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Schaltventils nach der Erfindung. 3 a perspective, broken view of another embodiment of a switching valve according to the invention.

Das in 1 dargestellte Schaltventil 1 besteht aus einem Gehäuse 3, welches ein erstes Gehäuseteil 5 und ein zweites Gehäuseteil 7 aufweist. Im zweiten, topfförmig ausgebildeten Gehäuseteil 7 ist eine Antriebseinheit 45, beispielsweise in Form eines Elektromotors, aufgenommen. Im ersten Gehäuseteil 5 ist im oberen Bereich das eigentliche Schaltventil und im unteren Bereich eine Getriebeeinheit 37 aufgenommen, welche mit der Antriebseinheit 45 gekoppelt ist. Das erste Gehäuseteil 5 ist mittels eines ersten Deckelteils 17 und eines zweiten Deckelteils 33 verschlossen. This in 1 illustrated switching valve 1 consists of a housing 3 which is a first housing part 5 and a second housing part 7 having. In the second, cup-shaped housing part 7 is a drive unit 45 , for example in the form of an electric motor. In the first housing part 5 is the actual switching valve in the upper area and a gear unit in the lower area 37 recorded, which with the drive unit 45 is coupled. The first housing part 5 is by means of a first cover part 17 and a second lid part 33 locked.

Das eigentliche Schaltventil besteht aus einem Stator 29, einem Rotor 23 und einer Lager- und Anpresseinrichtung 8 für das drehbare Lagern des Rotors 23 im Gehäuse 3 und das Erzeugen einer Anpresskraft, mit welcher der Rotor in Richtung auf den Stator beaufschlagt wird. Der Stator weist in bekannter Weise in der Statorstirnfläche ausgebildete Port-Öffnungsquerschnitte von Anschlussports 31 für das Zuführen bzw. Abführen des zu schaltenden Mediums auf. Die Statorstirnfläche wirkt mit einer Rotorstirnfläche des Rotors 23 zusammen, in welcher Nuten ausgebildet sind. Abhängig von der Winkelstellung des Rotors 23 relativ zum Stator 29 verbinden die in der Statorstirnfläche vorgesehenen Nuten jeweils vorbestimmte Port-Öffnungsquerschnitte, so dass jeweils die betreffenden Anschlussports 31 fluidisch verbunden sind. The actual switching valve consists of a stator 29 a rotor 23 and a storage and pressing device 8th for the rotatable storage of the rotor 23 in the case 3 and generating a pressing force, which is applied to the rotor in the direction of the stator. The stator has in a known manner in the stator end face formed port opening cross-sections of connection ports 31 for supplying or discharging the medium to be switched on. The stator end face acts with a rotor end face of the rotor 23 together, in which grooves are formed. Depending on the angular position of the rotor 23 relative to the stator 29 connect the grooves provided in the stator end face respectively predetermined port opening cross sections, so that in each case the relevant connection ports 31 are fluidically connected.

Die Lager- und Anpresseinrichtung 8 besteht bei der in 1 dargestellten Ausführungsform aus einem Lager 11, einem Aufnahmeteil 13, einer Federeinheit 27 und einer Koppeleinheit 16. The storage and pressing device 8th exists at the in 1 illustrated embodiment of a camp 11 , a recording part 13 , a spring unit 27 and a coupling unit 16 ,

Das erste Gehäuseteil 5 weist in seinem Innenraum eine Schulter 9 auf, auf der sich das ringförmige Lager 11 axial abstützt. Das Lager 11 ist als in axialer Richtung ausreichend tragfähiges Radiallager ausgebildet, beispielsweise als Schrägkugellager. Auf dem Lager 11 stützt sich das im Wesentlichen hohlzylindrische bzw. topfförmige Aufnahmeteil 13 mit einem sich radial im Gehäuseinneren bis fast an die Innenwandung des Gehäuses 3 beziehungsweise des Gehäuseteils 5 erstreckenden Flansch ab, so dass das Aufnahmeteil 13 in axialer Richtung fixiert und drehbeweglich gelagert ist. Der Flansch bzw. das Lager 11 müssen dabei selbstverständlich so ausgebildet sein, dass sich die relativ zueinander beweglichen Teile nicht berühren, um eine ungehinderte Drehbewegung zu ermöglichen. Im dargestellten Beispiel ist deshalb ein kleiner axialer Ringspalt zwischen dem äußeren Ring des Lagers 11 und dem Flansch des Aufnahmeteils 13 vorgesehen. The first housing part 5 has a shoulder in its interior 9 on top of which is the annular bearing 11 axially supported. The warehouse 11 is designed as a sufficiently stable radial bearing in the axial direction, for example as angular contact ball bearings. On the camp 11 the substantially hollow-cylindrical or cup-shaped receiving part is supported 13 with a radially inside the housing almost to the inner wall of the housing 3 or the housing part 5 extending flange, leaving the receiving part 13 fixed in the axial direction and is mounted rotatably. The flange or the bearing 11 must of course be designed so that the relatively movable parts do not touch, to allow an unobstructed rotational movement. In the example shown, therefore, a small axial annular gap between the outer ring of the bearing 11 and the flange of the receiving part 13 intended.

Die Koppeleinheit 16, die aus einem Koppelelement 15 und einem Ausgleichselement 21 besteht, ist im Wesentlichen hohlzylindrisch bzw. topfförmig ausgebildet und greift mit ihrem unteren Bereich in das Aufnahmeteil 13 ein. Das Koppelelement 15 weist eine Außenkontur auf, die im Wesentlichen der Kontur des Innenraums des Aufnahmeteils 13 entspricht. Das Koppelelement 15 wird somit durch das Aufnahmeteil 13 in axialer Richtung verschiebbar geführt. The coupling unit 16 made up of a coupling element 15 and a compensation element 21 is substantially hollow cylindrical or cup-shaped and engages with its lower portion in the receiving part 13 one. The coupling element 15 has an outer contour that is substantially the contour of the interior of the receiving part 13 equivalent. The coupling element 15 is thus through the receiving part 13 slidably guided in the axial direction.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform eines Schaltventils 1 ist der Innendurchmesser des Innenraums des Aufnahmeteils 13 so gewählt, dass er im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Koppelelements 15 entspricht, so dass sich eine ausreichend genaue Zentrierung des Koppelelements 15 in radialer Richtung relativ zum Aufnahmeteil 13 und damit relativ zur Ventilachse A ergibt. Denn sowohl der Stator 29 mit seiner Längsachse (die senkrecht zur Statorstirnfläche und koaxial zu den Port-Öffnungsquerschnitten verläuft) als auch der Rotor 23 mit seiner Rotationsachse müssen möglichst exakt zueinander justiert werden, so dass die Statorachse und die Rotorachse fluchten (und die Ventilachse bilden). Gleichzeitig wird durch die einander entsprechende Wahl des Außendurchmessers des Koppelelements 15 und des Innendurchmessers des Aufnahmeteils 13 eine exakte axiale Verschiebbarkeit des Koppelelements 15 in der Ventilachse erreicht. Allerdings bedingt dies entsprechend geringe Fertigungstoleranzen. At the in 1 illustrated embodiment of a switching valve 1 is the inner diameter of the interior of the receiving part 13 chosen so that it substantially the outer diameter of the coupling element 15 corresponds, so that a sufficiently accurate centering of the coupling element 15 in the radial direction relative to the receiving part 13 and thus relative to the valve axis A results. Because both the stator 29 with its longitudinal axis (which is perpendicular to the Statorstirnfläche and coaxial with the port opening cross-sections) and the rotor 23 with its axis of rotation must be adjusted as exactly as possible to each other, so that the stator and the rotor axis are aligned (and form the valve axis). At the same time by the corresponding selection of the outer diameter of the coupling element 15 and the inner diameter of the receiving part 13 an exact axial displacement of the coupling element 15 reached in the valve axis. However, this requires correspondingly low manufacturing tolerances.

Das Koppelelement 15 ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsform eines Schaltventils 1 nur durch Reibschluss mit dem Aufnahmeteil 13 drehfest verbunden und zusammen mit diesem mittels des Lagers 13 drehbeweglich gelagert. Die für den Reibschluss erforderliche Anpresskraft entspricht der in der Grenzfläche zwischen dem Rotor 23 und dem Stator 29 wirkenden Anpress- bzw. Dichtkraft, die durch die Federeinheit 27 erzeugt wird. Die Federeinheit ist in der dargestellten Ausführungsform durch ein einziges ringförmiges Federelement realisiert. Selbstverständlich kann anstelle eines einzigen ringförmigen Federelements auch ein Stapel von ringförmigen Federelementen verwendet werden. The coupling element 15 is at the in 1 illustrated embodiment of a switching valve 1 only by frictional engagement with the receiving part 13 rotatably connected and together with this by means of the bearing 13 rotatably mounted. The contact force required for the frictional engagement corresponds to that in the interface between the rotor 23 and the stator 29 acting pressing or sealing force by the spring unit 27 is produced. The spring unit is realized in the illustrated embodiment by a single annular spring element. Of course, instead of a single annular spring element and a stack of annular spring elements may be used.

Zur Realisierung des Reibschlusses weist das Koppelelement 15 in seinem oberen Bereich einen sich über den Umfang radial nach außen erstreckenden Flansch auf, welcher mit seiner Unterseite auf der ringförmigen Federeinheit 27 in Form des ringförmigen Federelements 27 aufliegt. Das Federelement 27 ist im Ringbereich zwischen der Außenwandung des Koppelelements 15 und der Innenwandung des ersten Gehäuseteils 5 angeordnet und stützt sich gegen die ringförmige Stirnfläche des Aufnahmeteils 13 beziehungsweise die Stirnfläche eines radial nach außen verlaufenden Flansches des Aufnahmeteils 13 ab. To realize the frictional connection, the coupling element 15 in its upper region, a radially outwardly extending flange over the circumference, which with its underside on the annular spring unit 27 in the form of the annular spring element 27 rests. The spring element 27 is in the ring area between the outer wall of the coupling element 15 and the inner wall of the first housing part 5 arranged and supported against the annular end face of the receiving part 13 or the end face of a radially outwardly extending flange of the receiving part 13 from.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem Koppelelement 15 und dem Aufnahmeteil 13 kann auch dadurch erfolgen, dass ein Formschluss zwischen den beiden Teilen vorgesehen ist, insbesondere durch die Ausbildung von Vorsprüngen oder Nuten in der Innenwandung des Aufnahmeteils 13 und entsprechend komplementären, damit zusammenwirkenden Nuten oder Vorsprüngen am Außenumfang des Koppelelements 15. Der Formschluss muss allerdings so realisiert sein, dass eine axiale Bewegung des Koppelelements gegeben ist. The rotationally fixed connection between the coupling element 15 and the receiving part 13 can also take place in that a positive connection between the two parts is provided, in particular by the formation of projections or grooves in the inner wall of the receiving part 13 and correspondingly complementary, cooperating grooves or projections on the outer periphery of the coupling element 15 , However, the form fit must be realized so that an axial movement of the coupling element is given.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem Koppelelement 15 und dem Aufnahmeteil 13 kann auch indirekt durch einen Formschluss zwischen dem Aufnahmeteil 13 und der Federeinheit 27 sowie zwischen der Federeinheit 27 und dem Koppelelement 15 erfolgen. The rotationally fixed connection between the coupling element 15 and the receiving part 13 can also indirectly by a positive connection between the receiving part 13 and the spring unit 27 as well as between the spring unit 27 and the coupling element 15 respectively.

Das axiale Sichern der Lager- und Anpresseinrichtung 8 in dem im Wesentlichen hohlzylindrischen ersten Gehäuseteil 5 erfolgt mittels eines in die obere Öffnung des ersten Gehäuseteils 5 eingeschraubten ersten Deckelteils 17. Das erste Deckelteil 17 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und übergreift mit einer Schulter 19 die obere Stirnseite des Koppelelements 15, welches ebenfalls im Wesentlichen hohlzylindrisch bzw. topfförmig ausgebildet ist, wobei der Innenraum des Koppelelements 15 in seinem unteren Bereich einen sich verjüngenden Durchmesser aufweist. Im Innenraum des Koppelelements 15 ist das Ausgleichselement 21 in Form eines Taumelstabs vorgesehen. Das Ausgleichselement 21 weist einen im Wesentlichen starren, biegesteifen Kopfbereich und einen im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls im Wesentlichen starr und biegesteif ausgebildeten Fußbereich auf, sowie einen zwischen dem Fußbereich und Kopfbereich vorgesehenen Biegebereich. Das Ausgleichselement 21 stützt sich mit seinem unteren Ende bzw. dem Fußbereich im Innenraum des Koppelelements 15 ab und ragt mit der oberen Stirnseite des Kopfbereichs geringfügig über die obere, ringförmige Stirnseite des Ausgleichselements 21 hinaus. Wie aus 1 ersichtlich, ist das Ausgleichselement 21 beziehungsweise der Taumelstab koaxial im Koppelelement 15 aufgenommen, welches seinerseits koaxial im Aufnahmeteil 13 aufgenommen ist. Das Ausgleichselement 21 kann auch mit seinem Fußbereich in das Koppelelement 15 eingepresst sein. Hierdurch ist ein exaktes Bearbeiten der dem Stator 23 zugewandten Stirnfläche des Ausgleichselements 21 im eingepressten Zustand möglich. Insbesondere kann auch der Überstand der Stirnfläche des Ausgleichselements 21 gegenüber der ringförmigen Stirnfläche des Koppelelements 15 durch ein nachträgliches Bearbeiten im eingepressten Zustand exakt eingestellt werden. The axial securing of the bearing and pressing device 8th in the substantially hollow cylindrical first housing part 5 takes place by means of a in the upper opening of the first housing part 5 screwed first cover part 17 , The first cover part 17 is substantially annular and overlaps with a shoulder 19 the upper end side of the coupling element 15 , which is also formed substantially hollow cylindrical or cup-shaped, wherein the interior of the coupling element 15 has a tapered diameter in its lower region. In the interior of the coupling element 15 is the compensation element 21 provided in the form of a wobble bar. The compensation element 21 has a substantially rigid, bending-resistant head region and also a foot region which is likewise essentially rigid and rigid in the exemplary embodiment shown, and also a bending region provided between the foot region and the head region. The compensation element 21 is supported by its lower end or the foot area in the interior of the coupling element 15 from and projects slightly with the upper end face of the head region over the upper, annular end face of the compensating element 21 out. How out 1 can be seen, is the compensation element 21 or the wobble rod coaxial in the coupling element 15 taken, which in turn coaxial in the receiving part 13 is included. The compensation element 21 can also with his foot in the coupling element 15 be pressed. This is an exact editing of the stator 23 facing end face of the compensating element 21 possible in the pressed-in state. In particular, the supernatant of the end face of the compensating element 21 opposite the annular end face of the coupling element 15 be adjusted exactly by a subsequent processing in the pressed state.

In der mittleren Öffnung des ringförmigen ersten Deckelteils 17 ist der Rotor 23 aufgenommen, wobei der Außendurchmesser des zylindrischen Rotors 23 im Wesentlichen dem Innendurchmesser des ringförmigen Deckelteils 17 entspricht. Die Aufnahmeöffnung dient jedoch nicht für das Führen des Rotors 23, sondern zur Abdichtung des Inneren des Gehäuses 3 bzw. des Gehäuseteils 5 gegenüber Staub, Feuchtigkeit und sonstigen Umwelteinflüssen. Hierzu kann in einer in der Innenwandung der Ausnehmung ausgebildeten Nut ein Dichtring vorgesehen sein, der die Umfangswandung des Rotors 23 beaufschlagt und so die gewünschte Dichtwirkung erzielt. Der Rotor 23 kann anstelle der Bohrungen für die Stifte 25 auch entsprechende Sacklöcher aufweisen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Lager- und Anpresseinrichtung 8 gegenüber der Rotorstirnfläche abgedichtet ist und beispielsweise kein Schmiermittel aus dem Inneren der Lager- und Anpresseinrichtung 8 nach außen gelangen kann. In the central opening of the annular first cover part 17 is the rotor 23 taken, wherein the outer diameter of the cylindrical rotor 23 essentially the inner diameter of the annular cover part 17 equivalent. However, the receiving opening is not for guiding the rotor 23 but to seal the interior of the housing 3 or the housing part 5 against dust, humidity and other environmental influences. For this purpose, in a formed in the inner wall of the recess groove, a sealing ring may be provided which surrounds the peripheral wall of the rotor 23 acted upon and achieved the desired sealing effect. The rotor 23 may instead of drilling for the pins 25 also have corresponding blind holes. This results in the advantage that the storage and pressing device 8th is sealed against the rotor end face and, for example, no lubricant from the interior of the bearing and pressing device 8th can get outside.

Der Rotor weist drei axiale Bohrungen auf, welche zur Aufnahme jeweils eines Verbindungsbolzens 25 dienen. Die Verbindungsbolzen 25 greifen mit einem oberen Bereich in die betreffende Bohrung im Rotor 23 ein und mit einem unteren Endbereich in eine entsprechende Bohrung in der Stirnfläche des Koppelelements 15. Auf diese Weise wird der Rotor drehfest mit dem Koppelelement 15 gekoppelt. Gleichzeitig sind die Bohrungen im Rotor so ausgebildet, dass der Rotor 23 und damit die Rotorstirnfläche um einen kleinen, aber ausreichenden Winkelbereich taumelbar gehalten ist. The rotor has three axial bores, which for receiving a respective connecting bolt 25 serve. The connecting bolts 25 engage with an upper area in the relevant hole in the rotor 23 one and with a lower end portion in a corresponding bore in the end face of the coupling element 15 , In this way, the rotor is rotationally fixed with the coupling element 15 coupled. At the same time, the holes in the rotor are designed so that the rotor 23 and thus the rotor end face is held wobble about a small but sufficient angular range.

Das Deckelteil 17 weist in seinem oberen Bereich einen Aufnahmebereich für den Stator 29 auf, welcher im Wesentlichen ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist und mehrere radial schräg einwärts verlaufende Kanäle aufweist, in welche jeweils das vordere Ende eines in ein zweites Deckelteil 33 einschraubbaren Anschlussports 31 reicht. Von den Anschlussports 31 ist in 1 nur ein einziger Anschlussport 31 dargestellt, da sich die beiden anderen im jeweils weggebrochenen Teil der Darstellung befinden. In gleicher Weise ist in 1 nur ein einziger der Verbindungsbolzen 25 sichtbar. Das zweite Deckelteil 33 übergreift den Stator 29 und presst diesen mit seiner Statorstirnfläche gegen die Rotorstirnfläche, wenn das zweite Deckelteil 33 mit Schrauben 35 mit dem ersten Deckelteil verbunden wird. Die Lager- und Anpresseinrichtung 8 und das erste Gehäuseteil 5 sowie das erste und zweite Deckelteil 17, 33 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass eine ausreichende Anpresskraft erzeugt wird. Selbstverständlich können zur Montage des Schaltventils 1 auch erst das erste und zweite Deckelteil 17, 33 miteinander verbunden und dann das gesamte Deckelteil zusammen mit dem darin gehaltenen Stator in das Gehäuse 3 bzw. das erste Gehäuseteil 5 eingeschraubt werden. The lid part 17 has a receiving area for the stator in its upper area 29 which is also substantially cylindrical and has a plurality of radially obliquely inwardly extending channels, in each of which the front end of a in a second cover part 33 screw-in connection ports 31 enough. From the connection ports 31 is in 1 only one connection port 31 shown, since the other two are in each broken part of the representation. In the same way is in 1 only one of the connecting bolts 25 visible, noticeable. The second cover part 33 engages the stator 29 and presses it with its Statorstirnfläche against the rotor end face, when the second cover part 33 with screws 35 is connected to the first cover part. The storage and pressing device 8th and the first housing part 5 and the first and second lid part 17 . 33 are coordinated so that a sufficient contact force is generated. Of course, for mounting the switching valve 1 also only the first and second cover part 17 . 33 connected together and then the entire cover part together with the stator held therein in the housing 3 or the first housing part 5 be screwed.

Zur Montage des Ventilkopfs wird zunächst das Lager 11 in den Innenraum des ersten Gehäuseteils 5 eingebracht. Anschließend werden das Aufnahmeteil 13, die Federeinheit 27 und das Koppelelement 15 mit dem darin eingepressten Ausgleichselement 21 in das erste Gehäuseteil eingesetzt. Anschließend wird das erste Deckelteil 17 aufgeschraubt, so dass die vorgenannten Komponenten im Innenraum des ersten Gehäuseteils 5 fixiert sind. Anschließend kann der Rotor 23 eingesetzt werden. Das Deckelteil 17 ist hinsichtlich der axialen Dicke seines inneren Bereichs so ausgebildet, dass der Rotor 23 nach dem Aufsetzen auf die Verbindungsbolzen 25 noch geringfügig mit seiner oberen Stirnfläche, in welcher die nicht näher dargestellten Nuten vorgesehen sind, über die stirnseitige Oberfläche des Deckelteils 17 hinausragt, welche den Stator 29 abstützt. Anschließend wird der Stator 29 auf den Rotor 23 aufgesetzt, so dass die untere Stirnseite des Stators, in welcher die Öffnungsquerschnitte der mit den Anschlussports 31 verbundenen Kanäle vorgesehen sind, auf der oberen Stirnfläche des Stators 23 aufliegt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der zentrale Bereich der Statorstirnfläche, in dem die Öffnungsquerschnitte der Ports liegen, und der gegenüber der (üblicherweise insgesamt ebenen) Rotorstirnfläche abgedichtet werden muss, üblicherweise gegenüber dem umgebenden Bereich der Statorstirnfläche leicht erhaben ausgebildet ist. Die Dichtfläche zwischen Rotor und Stator wird somit durch die Größe des erhabenen Bereichs der Statorstirnfläche festgelegt. To mount the valve head, first the bearing 11 in the interior of the first housing part 5 brought in. Subsequently, the receiving part 13 , the spring unit 27 and the coupling element 15 with the balancing element pressed into it 21 used in the first housing part. Subsequently, the first lid part 17 screwed so that the aforementioned components in the interior of the first housing part 5 are fixed. Then the rotor can 23 be used. The lid part 17 is formed with respect to the axial thickness of its inner portion so that the rotor 23 after putting on the connecting bolts 25 still slightly with its upper end face, in which the grooves not shown are provided, on the frontal surface of the lid part 17 protrudes, which the stator 29 supported. Subsequently, the stator 29 on the rotor 23 placed so that the lower end face of the stator, in which the opening cross-sections the one with the connection ports 31 connected channels are provided on the upper end face of the stator 23 rests. It should be noted that the central region of the Statorstirnfläche in which the opening cross-sections of the ports are, and which must be sealed against the (usually generally flat) rotor end surface, usually slightly raised relative to the surrounding region of the stator end face. The sealing area between rotor and stator is thus determined by the size of the raised area of the stator end face.

Anschließend wird das zweite Deckelteil 33 aufgesetzt, welches so ausgebildet ist, dass es die Oberseite des Stators 29 beaufschlagt. Das zweite Deckelteil 33 wird mittels der Schrauben 35 mit dem ersten Deckelteil 17 verbunden, wodurch der Stator 29 derart mit einer Axialkraft beaufschlagt wird, dass sich eine ausreichend axial wirkende Dichtkraft ergibt, um die im Rotor 23 vorgesehenen Nuten gegenüber der Statorstirnfläche bzw. dem zentralen, erhabenen Bereich der Statorstirnfläche auch bei den in der HPLC herrschenden hohen Drücken abzudichten. Die Druckkraft wird dabei von der Federeinheit 27 in Form des ringförmigen Federelements bzw. durch das Aufschrauben des zweiten Deckelteils 33 erzeugt. Subsequently, the second lid part 33 placed, which is designed so that it is the top of the stator 29 applied. The second cover part 33 is done by means of screws 35 with the first lid part 17 connected, causing the stator 29 is acted upon by an axial force that results in a sufficient axial sealing force to those in the rotor 23 provided grooves with respect to the Statorstirnfläche or the central, raised area of the Statorstirnfläche even at the prevailing in HPLC high pressures seal. The pressure force is thereby from the spring unit 27 in the form of the annular spring element or by screwing the second cover part 33 generated.

Wie bereits oben beschrieben, weist das Ausgleichselement 21 in der dargestellten Ausführungsform einen ausreichend starren Kopfbereich sowie einen ausreichend starren Fußbereich auf, die unter der vom Koppelelement 15 auf den Rotor 23 zu übertragenden Anpresskraft nicht oder allenfalls kaum (elastisch) verformt werden. Der dazwischen liegende, zylindrische Biegebereich lässt dagegen eine elastische Biegeverformung derart zu, dass die obere Stirnfläche, mit welcher das Ausgleichselement 21 die ihr zugewandte Fläche des Rotors 23 beaufschlagt, mögliche Taumelbewegungen des Rotors mit ausführen kann und dabei der Anpressdruck in der Berührungsfläche zwischen der oberen Stirnfläche des Ausgleichselements 21 und dem Rotor 23 im Wesentlichen gleich verteilt ist. Des Weiteren beaufschlagt das Ausgleichselement 21 den Rotor 23 koaxial, so dass sich in der ebenfalls koaxialen Anpressfläche zwischen dem Rotor 23 und dem Stator 29 ebenfalls selbst dann eine im Wesentlichen gleichmäßige Druckverteilung ergibt, wenn der Rotor 23 während einer Rotation um seine Achse eine Taumelbewegung ausführt, weil die Statorstirnfläche und/oder die Rotorstirnfläche nicht exakt senkrecht zur Drehachse des Rotors 23 verlaufen. As already described above, the compensation element 21 in the illustrated embodiment, a sufficiently rigid head portion and a sufficiently rigid foot portion, which under the coupling element 15 on the rotor 23 To be transmitted contact force not or at best hardly (elastically) deformed. On the other hand, the intermediate, cylindrical bending region permits an elastic bending deformation in such a way that the upper end face, with which the compensating element 21 the surface of the rotor facing it 23 acted upon, can carry out possible wobbling movements of the rotor and thereby the contact pressure in the contact surface between the upper end face of the compensating element 21 and the rotor 23 is essentially evenly distributed. Furthermore acts on the compensation element 21 the rotor 23 coaxial, so that in the also coaxial contact surface between the rotor 23 and the stator 29 also gives a substantially even pressure distribution even when the rotor 23 during a rotation about its axis performs a wobbling motion, because the Statorstirnfläche and / or the rotor end face is not exactly perpendicular to the axis of rotation of the rotor 23 run.

Dabei muss selbstverständlich auch der Biegebereich des Ausgleichselements 21 so druckfest sein, dass die gewünschte Anpresskraft auf den Rotor 23 übertragen werden kann. Dieser Bereich muss also in axialer Richtung mindestens so steif ausgebildet sein wie die Federeinheit 27. Es ist lediglich eine ausreichende Biegeelastizität gewünscht. Naturally, the bending range of the compensating element must also be considered 21 be so pressure resistant that the desired contact pressure on the rotor 23 can be transferred. This area must therefore be at least as stiff in the axial direction as the spring unit 27 , Only a sufficient bending elasticity is desired.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Fußbereich des Ausgleichselements 21 nicht zwingend biegesteif ausgebildet sein muss. Er kann als Verlängerung des Biegebereichs ausgebildet sein, so dass Biegebereich und Fußbereich zu einem Bereich mit identischen oder sehr ähnlichen Eigenschaften zusammengefasst sind. Ein starrer Fußbereich erleichtert jedoch das koaxiale Abstützen gegenüber dem die Anpresskraft übertragenden Element, hier dem Koppelelement 15. Zudem kann ein starrer, biegefester Fußbereich das Einpressen des Ausgleichselements 21 in das Koppelelement 15 erleichtern. At this point it should be noted that the foot area of the compensating element 21 does not necessarily have to be rigid. It can be designed as an extension of the bending region, so that the bending region and foot region are combined to form a region with identical or very similar properties. However, a rigid foot area facilitates the coaxial support against the contact force transmitting element, here the coupling element 15 , In addition, a rigid, bending-resistant foot area, the pressing of the compensating element 21 in the coupling element 15 facilitate.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann auch auf einen speziell ausgebildeten Kopfbereich verzichtet werden, wobei Biegebereich und Kopfbereich denselben Querschnitt aufweisen können. In another embodiment, not shown, it is also possible to dispense with a specially designed head region, wherein the bending region and head region can have the same cross section.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform eines Ventils 1‘ nach der Erfindung ist im Wesentlichen nur der obere Teil dargestellt, also das eigentliche Ventil, welches im ersten Gehäuseteil 5 aufgenommen ist. At the in 2 illustrated embodiment of a valve 1' According to the invention, only the upper part is shown substantially, that is, the actual valve, which in the first housing part 5 is included.

Diese Ausführungsform gleicht weitestgehend der Ausführungsform in 1 und unterscheidet sich im Wesentlichen nur in zwei entscheidenden Punkten. This embodiment is largely similar to the embodiment in FIG 1 and differs essentially only in two crucial points.

Zum einen ist das Ausgleichselement 21‘ unterschiedlich ausgebildet. Zum anderen erfolgt die Zentrierung der Koppeleinheit 16‘ nicht mehr durch eine axial verschiebliche und radial feste Lagerung des Koppelelements 15‘ im Aufnahmeteil 13. First, the compensation element 21 ' designed differently. On the other hand, the centering of the coupling unit takes place 16 ' no longer by an axially displaceable and radially fixed mounting of the coupling element 15 ' in the recording section 13 ,

Das Ausgleichselement 21‘ weist anstelle eines zylindrischen Biegebereichs mit relativ geringem Durchmesser zwei um 90 Grad um die Längsachse gegeneinander versetzte Biegebereiche in Form von Dünnstellen 63 auf. Die Dünnstellen weisen bei der in 2 dargestellten Ausführungsform eine konstante Dicke auf und verlaufen parallel und symmetrisch zur Längsachse des Ausgleichselements 21‘. Die Dünnstellen 63 können jedoch auch in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein, um eine jeweils ausreichende Biegeelastizität in der Richtung senkrecht zur Oberfläche der Dünnstelle bzw. deren Längserstreckungsebene (bei einer symmetrischen Ausführungsform der Symmetrieebene) zu gewährleisten. Es ist auch möglich, die axiale Länge der Dünnstellen 63 soweit zu verringern, dass diese praktisch als Festkörpergelenke mit entsprechenden senkrecht zueinander verlaufenden Schwenkachsen ausgebildet sind. The compensation element 21 ' has two instead of a cylindrical bending area with a relatively small diameter 90 Degree around the longitudinal axis staggered bending areas in the form of thin spots 63 on. The thin spots indicate the in 2 illustrated embodiment, a constant thickness and parallel and symmetrical to the longitudinal axis of the compensating element 21 ' , The thin places 63 However, they can also be designed in any suitable manner in order to ensure a respectively sufficient bending elasticity in the direction perpendicular to the surface of the thin point or its longitudinal extension plane (in a symmetrical embodiment of the plane of symmetry). It is also possible the axial length of the thin sites 63 reduce so far that they are practically designed as solid joints with corresponding mutually perpendicular pivot axes.

Damit ermöglicht auch das so beschaffene Ausgleichselement 21‘ eine Taumelbewegung des Rotors 23 und überträgt gleichzeitig die erforderliche axiale Anpresskraft auf den Rotor 23. This also allows the compensation element thus created 21 ' a tumbling motion of the rotor 23 and at the same time transfers the required axial contact pressure to the rotor 23 ,

Zur Zentrierung der Koppeleinheit 16‘ ist der Außendurchmesser des Koppelelements 15‘ geringfügig kleiner gewählt als der Innendurchmesser des Innenraums des Aufnahmeteils 13, so dass sich zumindest eine Vorzentrierung des Koppelelements 15‘ und damit auch der Koppeleinheit 16‘ sowie des Rotors 23 in radialer Richtung relativ zum Aufnahmeteil 13 ergibt. For centering the coupling unit 16 ' is the outer diameter of the coupling element 15 ' chosen slightly smaller than the inner diameter of the interior of the receiving part 13 , so that at least one pre-centering of the coupling element 15 ' and thus also the coupling unit 16 ' as well as the rotor 23 in the radial direction relative to the receiving part 13 results.

Die wiederum als Tellerfeder ausgebildete ringförmige Federeinheit 27 stützt sich mit ihrem Außenumfang in radialer Richtung gegen einen umlaufenden axialen Rand 65 des sich radial erstreckenden Flansches des Aufnahmeteils 13‘ ab. Mit seiner Innenfläche des Ringraums beaufschlagt die Federeinheit 27 den Außenumfang des Koppelelements 15‘, wobei der Durchmesser des betreffenden Bereichs des Koppelelements 15‘ bereits im unbelasteten Zustand im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Federeinheit 27 entspricht. Bei der Montage des Schaltventils 1‘ wird die Federeinheit 27 axial zusammengedrückt, so dass sich der Innendurchmesser verringert und die Federeinheit 27 das Koppelelement 15‘ mit einer radial einwärts gerichteten Kraft beaufschlagt und auf diese Weise die Zentrierung der Koppeleinheit 16‘ bewirkt. The turn designed as a plate spring annular spring unit 27 is supported with its outer circumference in the radial direction against a circumferential axial edge 65 the radially extending flange of the receiving part 13 ' from. With its inner surface of the annulus acts on the spring unit 27 the outer periphery of the coupling element 15 ' , wherein the diameter of the respective region of the coupling element 15 ' already in the unloaded state essentially the inner diameter of the spring unit 27 equivalent. When installing the switching valve 1' becomes the spring unit 27 compressed axially, so that the inner diameter decreases and the spring unit 27 the coupling element 15 ' acted upon by a radially inwardly directed force and in this way the centering of the coupling unit 16 ' causes.

Im Übrigen entspricht die Funktionsweise des Schaltventils 1' der Funktionsweise des in 1 dargestellten Schaltventils 1, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Incidentally, the operation of the switching valve corresponds 1' the functioning of the in 1 illustrated switching valve 1 , so that reference is made to the above statements in this regard.

Die nachfolgende Beschreibung ist für beide Varianten von Schaltventilen 1, 1‘ nach den 1 und 2 gültig, wobei die Beschreibung nur unter Verweis auf 1 erfolgt und sich analog auf die Ausführungsform nach 2 übertragen lässt. The following description is for both variants of switching valves 1 . 1' after the 1 and 2 valid, the description only with reference to 1 takes place and analogous to the embodiment according to 2 can be transferred.

Im unteren Bereich des ersten Gehäuseteils 5 ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ein Planetengetriebe vorgesehen, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Übersetzungsstufen aufweist. Die Getriebeeinheit in Form des Planetengetriebes weist daher zwei Sonnenräder 39, 41 auf, welche jeweils eine Hohlachse aufweisen. In die Hohlachse des Sonnenrads 39 ist eine hohlzylindrische Abtriebswelle 43 einer Antriebseinheit 45 eingesetzt. Das Sonnenrad 39 ist drehfest mit der Abtriebswelle 43 verbunden. Die Antriebseinheit 45 und die Getriebeeinheit 37 bilden zusammen die Antriebseinrichtung zur rotatorischen Bewegung des Rotors 23 des Schaltventils 1. In the lower part of the first housing part 5 is at the in 1 illustrated embodiment, a planetary gear provided, which has two transmission stages in the illustrated embodiment. The gear unit in the form of the planetary gear therefore has two sun gears 39 . 41 on, which each have a hollow axle. In the hollow axle of the sun gear 39 is a hollow cylindrical output shaft 43 a drive unit 45 used. The sun wheel 39 is non-rotatable with the output shaft 43 connected. The drive unit 45 and the gear unit 37 together form the drive means for rotational movement of the rotor 23 the switching valve 1 ,

Von drei Planetenrädern bzw. Umlaufrädern 47 der zweiten Stufe des Planetengetriebes ist in 1 nur ein Umlaufrad 47 sichtbar. Jedes Umlaufrad 47 weist einen koaxialen Stift 49 auf, der in eine entsprechende Aufnahmebohrung in der unteren Stirnseite der Wandung des Aufnahmeteils 13 eingreift. Auf diese Weise wird jedes der Umlaufräder 47 beziehungsweise dadurch der gesamte Abtrieb des Planetengetriebes mit dem Aufnahmeteil 13 verbunden, so dass das Aufnahmeteil 13 hierdurch rotatorisch antreibbar ist. Of three planetary gears or planetary gears 47 the second stage of the planetary gear is in 1 only one planetary gear 47 visible, noticeable. Each planetary gear 47 has a coaxial pin 49 on, in a corresponding receiving bore in the lower end of the wall of the receiving part 13 intervenes. In this way, each of the planetary gears 47 or thereby the entire output of the planetary gear with the receiving part 13 connected so that the receiving part 13 This can be driven by rotation.

Durch die hohlzylindrische Abtriebswelle 43 der Antriebseinheit 45 und das Sonnenrad 41 ist ein Übertragungsglied 51 in Form eines stabförmigen Elements 53 geführt. Das stabförmige Element greift mit seinem oberen Ende in die untere Aufnahmeöffnung des Koppelelements 15 ein und ist drehfest mit dem Koppelelement 15 verbunden, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder dergleichen. Through the hollow cylindrical output shaft 43 the drive unit 45 and the sun wheel 41 is a transfer element 51 in the form of a rod-shaped element 53 guided. The rod-shaped element engages with its upper end in the lower receiving opening of the coupling element 15 and is non-rotatable with the coupling element 15 connected, for example by gluing, welding or the like.

Wie aus 1 ersichtlich, durchgreift das stabförmige Element 53 die aus der Getriebeeinheit 37 und der Antriebseinheit 45 gebildete Antriebseinrichtung und stützt sich mit seinem unteren Ende in einer Aufnahme im Boden des zweiten Gehäuseteils 7 ab. How out 1 can be seen, the rod-shaped element passes through 53 from the gear unit 37 and the drive unit 45 formed drive device and is supported by its lower end in a receptacle in the bottom of the second housing part 7 from.

Das stabförmige Element 53 führt dabei jede Drehbewegung des Rotors 23 mit aus, wobei die Drehbewegung allenfalls durch Reibungskräfte belastet ist und im Übrigen lastlos erfolgt. Hierdurch ergeben sich innerhalb des stabförmigen Elements praktisch keinerlei Torsionskräfte, so dass die rotatorische Position des unteren Endes des stabförmigen Elements 53 ein exaktes Abbild der rotatorischen Position des Rotors 23 darstellt. The rod-shaped element 53 doing every rotation of the rotor 23 with, wherein the rotational movement is at most loaded by frictional forces and, moreover, is without load. This results within the rod-shaped element virtually no torsional forces, so that the rotational position of the lower end of the rod-shaped element 53 an exact image of the rotational position of the rotor 23 represents.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass dieses exakte Abbild allenfalls einem Spiel ausgesetzt ist, welches durch die Verbindung des Rotors 23 über die Verbindungsbolzen 25 mit dem Koppelelement 15 entsteht. Denn die Aufnahmebohrungen im Rotor 23 müssen geringfügig größer sein als der Außendurchmesser der Verbindungsbolzen 25, um eine geringfügige Taumelbewegung des Rotors 23 zu ermöglichen. Diese ist erforderlich, um Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen auszugleichen, welche eine nicht exakt fluchtende Positionierung der Stirnfläche des Rotors 23 und der Stirnfläche des Stators 29 zur Folge haben. Diese Taumelbewegungen werden dadurch ermöglicht, dass der Rotor 23 mit seiner unteren Stirnfläche auf der Stirnfläche des Ausgleichselements beziehungsweise des Taumelstabs 21 aufliegt. Dieser ist so dimensioniert, dass er durch die hohen axialen Kräfte, die über das Ausgleichselement 21 vom Koppelelement 15 auf den Rotor 23 übertragen werden müssen, in den erforderlichen geringen Grenzen deformierbar ist. At this point it should be mentioned that this exact image is at most exposed to a game, which by the connection of the rotor 23 over the connecting bolts 25 with the coupling element 15 arises. Because the mounting holes in the rotor 23 must be slightly larger than the outer diameter of the connecting bolt 25 to a slight wobbling motion of the rotor 23 to enable. This is necessary to compensate for manufacturing and / or assembly tolerances, which is not exactly aligned positioning of the end face of the rotor 23 and the end face of the stator 29 have as a consequence. These wobbling movements are made possible by the fact that the rotor 23 with its lower end face on the end face of the compensating element or of the wobble rod 21 rests. This is so dimensioned that it is due to the high axial forces acting on the compensating element 21 from the coupling element 15 on the rotor 23 must be transmitted, is deformed in the required small limits.

Demgegenüber erfolgt, wie bereits ausgeführt, die rotatorische Bewegung des stabförmigen Elements 53 jedoch weitestgehend lastlos. In contrast, as already stated, the rotational movement of the rod-shaped element takes place 53 but largely without a burden.

Im unteren Bereich, das heißt im rückwärtigen Bereich der Antriebseinheit 45, ist eine Einrichtung 55 zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors vorgesehen. Diese umfasst ein Markerelement 57, welches im unteren Bereich mit dem stabförmigen Element 53 verbunden ist. Das Markerelement 57 kann hierzu eine zentrale Bohrung aufweisen, durch welche sich das stabförmige Element 53 erstreckt. Die Fixierung kann beispielsweise durch Verkleben oder mittels einer Rändelschraube erfolgen. Des Weiteren umfasst die Einrichtung zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors ein Sensorelement 59, welches so angeordnet ist, dass es der Umfangsfläche des im Wesentlichen zylindrischen Markerelements 57 gegenübersteht. Das Markerelement kann beispielsweise magnetische oder optische Marken beziehungsweise Markierungen entlang seiner Umfangsfläche aufweisen, deren Bewegung beziehungsweise Position vom Sensorelement 59 erfasst wird. Das Signal des Sensorelements 59 kann einer nicht näher dargestellten Auswerte- und Steuereinheit zugeführt sein. Diese kann abhängig vom Signal der Einrichtung zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors 23 die Antriebseinheit 45 so ansteuern, dass der Rotor 23 in eine vorgegebene rotatorische Position gesteuert wird. In the lower area, that is in the rear area of the drive unit 45 , is a facility 55 provided for detecting the rotational position of the rotor. This includes a marker element 57 , which in the lower part with the rod-shaped element 53 connected is. The marker element 57 may for this purpose have a central bore through which the rod-shaped element 53 extends. The fixation can be done for example by gluing or by means of a thumbscrew. Furthermore, the device for detecting the rotational position of the rotor comprises a sensor element 59 , which is arranged so that it is the peripheral surface of the substantially cylindrical marker element 57 faces. The marker element may, for example, have magnetic or optical marks or markings along its peripheral surface, their movement or position from the sensor element 59 is detected. The signal of the sensor element 59 can be supplied to an evaluation and control unit, not shown. This can be dependent on the signal of the device for detecting the rotational position of the rotor 23 the drive unit 45 so drive that the rotor 23 is controlled in a predetermined rotational position.

Das Markerelement 57 und das Sensorelement 59 können beispielsweise so ausgebildet sein, dass eine magnetische oder optische Positionserfassung erfolgt. Als Sensorelement 59 eignet sich beispielsweise ein Hall-Sensor zur Detektion von magnetischen Marken eines entsprechenden magnetischen Markerelements 57. Als optischer Detektor beziehungsweise optisches Sensorelement 59 kann beispielsweise eine Photodiode verwendet werden, welche von den optischen Marken des betreffenden optischen Markerelements 57 reflektiertes Licht erfasst. Hierzu können die optischen Marken des Markerelements 57 beispielsweise auch von einer LED angestrahlt werden. The marker element 57 and the sensor element 59 For example, they may be designed such that a magnetic or optical position detection takes place. As a sensor element 59 For example, a Hall sensor is suitable for detecting magnetic marks of a corresponding magnetic marker element 57 , As an optical detector or optical sensor element 59 For example, a photodiode can be used, which of the optical marks of the respective optical marker element 57 detected reflected light. For this purpose, the optical marks of the marker element 57 For example, be illuminated by a LED.

Grundsätzlich eignet sich jedoch jede Einrichtung zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors, die in der Lage ist, die Umfangsposition beziehungsweise Umfangsbewegung des Übertragungsglieds 51 in Form des stabförmigen Elements 53 zu detektieren und ein entsprechendes Signal zu erzeugen. In principle, however, any device for detecting the rotational position of the rotor, which is capable of the circumferential position or circumferential movement of the transmission member 51 in the form of the rod-shaped element 53 to detect and generate a corresponding signal.

Durch das Vorsehen entsprechender Marken auf dem Markerelement 57 ist es dabei sowohl möglich, die absolute rotatorische Position als auch die relative rotatorische Position in Bezug auf einen vorgegebenen Anfangswert zu bestimmen. By providing appropriate marks on the marker element 57 In this case, it is both possible to determine the absolute rotational position and the relative rotational position with respect to a predetermined initial value.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Einrichtung 55 zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors auch in der Weise ausgebildet sein, dass das Übertragungsglied 51 bzw. das stabförmige Element 53 ein Potentiometer betätigen, vorzugweise den Schleifkontakt eines Potentiometers. Zwar erfolgt bei dieser Ausführungsform die Positionserfassung nicht berührungsfrei, jedoch ist sie äußerst einfach und kostengünstig realisierbar. In one embodiment, not shown, the device 55 be designed for detecting the rotational position of the rotor also in such a way that the transmission member 51 or the rod-shaped element 53 operate a potentiometer, preferably the sliding contact of a potentiometer. Although in this embodiment, the position detection is not contactless, but it is extremely simple and inexpensive to implement.

Die in 3 dargestellte Ausführungsform eines Schaltventils 1 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 1 im Wesentlichen nur dadurch, dass die Einrichtung zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors nicht radial am unteren Ende des stabförmigen Elements 53 angeordnet ist, sondern axial. Die Einrichtung 53 umfasst hierzu ein Markerelement 57‘, welches wiederum eine koaxiale Bohrung aufweist, in welche das untere Ende des stabförmigen Elements 53 eingreift. Die eigentliche Markerfläche beziehungsweise die Markierungen sind bei diesem Markerelement 57‘ jedoch nicht an der radial nach außen weisenden Umfangsfläche vorgesehen, wie im Fall der Ausführungsform nach 1, sondern an dessen nach unten gerichteter Stirnfläche 57’a. In the 3 illustrated embodiment of a switching valve 1 differs from the embodiment according to 1 essentially only in that the device for detecting the rotational position of the rotor is not radially at the lower end of the rod-shaped element 53 is arranged, but axially. The device 53 includes a marker element for this purpose 57 ' which in turn has a coaxial bore into which the lower end of the rod-shaped element 53 intervenes. The actual marker surface or the markings are in this marker element 57 ' However, not provided on the radially outwardly facing peripheral surface, as in the case of the embodiment according to 1 but at its downwardly directed end face 57'a ,

Wie in 2 dargestellt, kann das Markerelement 57‘ auch zweiteilig ausgebildet sein und ein Aufnahmeteil 57 ₁ aufweisen, welches stirnseitig eine topfförmige Ausnehmung aufweist, in welcher das eigentliche Markerelement, beispielsweise ein radial magnetisierter Dauermagnet 57‘ ₂, angeordnet und gehalten ist. As in 2 shown, the marker element 57 ' also be formed in two parts and a receiving part 57 ₁ , which has a cup-shaped recess on the front side, in which the actual marker element, for example a radially magnetized permanent magnet 57 ' ₂ , is arranged and held.

Die Halterung und Führung des stabförmigen Elements 53 erfolgt in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel allein durch die Befestigung am Koppelelement 15 und durch das Durchgreifen der Abtriebswelle 43 beziehungsweise der Sonnenräder 39 und 41. Selbstverständlich kann die Lagerung und Führung des stabförmigen Elements 52 jedoch auch zusätzlich oder ausschließlich im Gehäuseteil 7 erfolgen. The holder and guide of the rod-shaped element 53 takes place in the in 3 illustrated embodiment solely by the attachment to the coupling element 15 and by the passage of the output shaft 43 or the sun wheels 39 and 41 , Of course, the storage and management of the rod-shaped element 52 but also in addition or exclusively in the housing part 7 respectively.

Gegenüber der Stirnfläche 57’a des Markerelements 57‘ ist ein Sensorelement 59‘ in Form eines Hall-Sensor-Chips angeordnet, der in der Lage ist, die magnetischen Marker (radial verlaufend) des radial magnetisierten Dauermagneten 57 ₂ zu erfassen. Das Sensorelement 59‘ ist auf einer Leiterplatte 61 vorgesehen, auf welcher auch die Elektronik zur Auswertung und Erzeugung eines Signals vorgesehen ist, welches die absolute oder relative Position des Rotors 23 repräsentiert. Opposite the face 57'a of the marker element 57 ' is a sensor element 59 ' arranged in the form of a Hall sensor chip, which is able, the magnetic marker (radially extending) of the radially magnetized permanent magnet 57 ₂ to capture. The sensor element 59 ' is on a circuit board 61 provided on which the electronics for evaluating and generating a signal is provided which the absolute or relative position of the rotor 23 represents.

Da sich die Einrichtung 55 beziehungsweise die Auswerteelektronik am axial rückwärtigen Endbereich des Schaltventils 1 befindet, kann in allen Ausführungsformen nach den 1 bis 3 das Schaltventil mit seinem vorderen Kopfbereich (beispielsweise einschließlich des gesamten ersten Gehäuseteils 5) in eine Wandung eines Säulenofens eingesetzt werden. Infolge der Position der Einrichtung 55 wird vermieden, dass die Sensoreinrichtung beziehungsweise eine entsprechende Auswerteelektronik unzulässig hohen Temperaturen ausgesetzt wird. As is the decor 55 or the transmitter at the axially rear end of the switching valve 1 can be found in all embodiments according to the 1 to 3 the Switching valve with its front head portion (for example, including the entire first housing part 5 ) are inserted into a wall of a column oven. As a result of the position of the institution 55 is avoided that the sensor device or a corresponding evaluation is exposed to unacceptably high temperatures.

Dabei sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch bei der Ausführungsform nach 1 im unteren Bodenbereich des zweiten Gehäuseteils 7 eine Auswerteelektronik beziehungsweise Erfassungselektronik zur Erzeugung eines geeigneten analogen oder digitalen Signals vorgesehen sein kann, welches die Position des Rotors in Form eines digitalen oder analogen Signals repräsentiert. It should be noted that, of course, in the embodiment according to 1 in the lower bottom area of the second housing part 7 An evaluation or detection electronics for generating a suitable analog or digital signal may be provided, which represents the position of the rotor in the form of a digital or analog signal.

Zudem weist diese Bauform den Vorteil auf, dass die Einrichtung zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors axial im rückwärtigen Bereich vorgesehen ist und insgesamt eine sehr kompakte Bauform erreichbar ist. Insbesondere wird die Bauform hinsichtlich der radialen Ausdehnung nicht durch das Vorsehen einer entsprechenden Einrichtung 55 vergrößert. Dies ermöglicht es, mehrere derartige Schaltventile 1 mit einem sehr geringen Abstand der Achsen zu positionieren, beispielsweise in die Wandung eines Säulenofens einzusetzen. In addition, this design has the advantage that the means for detecting the rotational position of the rotor is provided axially in the rear region and overall a very compact design can be achieved. In particular, the design with respect to the radial expansion is not by the provision of a corresponding device 55 increased. This allows several such switching valves 1 to be positioned with a very small distance of the axes, for example, to use in the wall of a column oven.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Schaltventil switching valve
3 3: Gehäuse casing
5 5: erstes Gehäuseteil first housing part
7 7: zweites Gehäuseteil second housing part
8 8th: Lager- und Anpresseinrichtung Bearing and pressing device
9 9: Schulter shoulder
11 11: Lager camp
13 13: Aufnahmeteil receiving part
13‘ 13 ': Aufnahmeteil receiving part
15 15: Koppelelement coupling element
16 16: Koppeleinheit coupling unit
16‘ 16 ': Koppeleinheit coupling unit
17 17: erstes Deckelteil first cover part
19 19: Schulter shoulder
21 21: Ausgleichselement / Taumelstab Compensation element / wobble bar
21‘ 21 ': Ausgleichselement compensation element
23 23: Rotor rotor
25 25: Verbindungsbolzen connecting bolts
27 27: Federeinheit, Tellerfeder Spring unit, disc spring
29 29: Stator stator
31 31: Anschlussport connection port
33 33: zweites Deckelteil second cover part
35 35: Schraube screw
37 37: Getriebeeinheit gear unit
39 39: Sonnenrad sun
41 41: Sonnenrad sun
43 43: Abtriebswelle output shaft
45 45: Antriebseinheit drive unit
47 47: Umlaufrad bull wheel
49 49: Stift pen
51 51: Übertragungsglied transmission member
53 53: stabförmiges Element rod-shaped element
55 55: Einrichtung zur Erfassung der rotatorischen Position des Rotors Device for detecting the rotational position of the rotor
57 57: radiales Markerelement radial marker element
59 59: radiales Sensorelement radial sensor element
57‘ 57 ': axiales Markerelement axial marker element
57‘1 57'1: Aufnahmeteil receiving part
57‘2 57'2: radial magnetisierter Dauermagnet radially magnetized permanent magnet
57’a57'a: Stirnfläche face
59‘ 59 ': axiales Sensorelement axial sensor element
61 61: Leiterplatte circuit board
63 63: Dünnstelle thin place
65 65: Rand edge
A A: Ventilachse valve axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2009/101695 A1 [0008]
US 2010/0281959 A1 [0008]
DE 102011000104 [0009]
WO 2011/008657 A2 [0009]

Claims

Switching valve for liquid chromatography, in particular high-pressure switching valve for high-performance liquid chromatography, (a) with one in a housing ( 3 ) arranged stator ( 29 ), which has several connection ports ( 31 ), and (b) with one in the housing ( 3 ), rotatable rotor ( 23 ), which in predetermined, defined by associated angular positions switch positions with the stator ( 29 ) for the fluidic connection or disconnection of predetermined connection ports ( 31 ), (c) wherein the rotor ( 23 ) by means of a housing ( 3 ) arranged storage and pressing device ( 8th ) rotatably mounted and with a predetermined contact force in the direction of the stator ( 29 ), characterized in that (d) the bearing and pressing device ( 8th ) a compensation element ( 21 . 21 ' ), which acts on the rotor for transmitting the contact pressure, (e) that the compensation element ( 21 . 21 ' ) has a head region, which acts on the rotor with an application surface, and a foot region, with which the compensation element is pressed against a unit of the bearing and pressing device (FIG. 8th ) or a contact force transmitting element of the bearing and pressing device ( 8th ) and a bending area provided between the head area and the foot area, which is designed such that it allows an elastic bending deformation such that the loading area of the head area supports the rotor (8). 23 ) even with wobbling movements of the rotor ( 23 ) in each angular position of the rotor ( 23 ) acted on the entire surface and thereby in the plane of contact between the rotor ( 23 ) and stator ( 29 ) a substantially uniform pressure distribution is generated.

High-pressure switching valve according to claim 1, characterized in that the head region is formed substantially rigid and resistant to bending and preferably has a relation to the bending area enlarged cross-section.

High-pressure switching valve according to claim 1 or 2, characterized in that the compensating element ( 21 . 21 ' ) is formed as a rod-shaped element, and that the compensation element ( 21 . 21 ' ) preferably consists of a hard, sufficiently pressure-resistant, sufficiently flexible and temperature-resistant material.

High-pressure switching valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bending region or the bending region and the foot region are formed as a preferably cylindrical region, wherein the geometry and the material of the bending region are selected so that the required tumbling movements are made possible.

High-pressure switching valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bending region has two sufficiently pressure-resistant thin bodies or solid joints in the axial direction for transmitting the contact pressure, wherein the thin bodies or solid joints are each bending elastic transverse to the longitudinal axis of the compensating element and wherein the Longitudinal extension planes of the two thin points from which the bending movement takes place, or the bending axes of the solid-state joints include an angle not equal to zero, preferably perpendicular to each other.

High-pressure switching valve according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 29 ) has a Statorstirnfläche in which a plurality of opening cross-sections of several, by channels in the stator ( 29 ) are formed, that the rotor ( 23 ) has a rotor end face acting on the stator end surface, in which one or more grooves or opening cross-sections of one or more connecting channels provided in the rotor are formed, which depend on the rotational position of the rotor ( 23 ) opposite the stator ( 29 ) in each case certain port openings fluidly and pressure-tight manner, and that the radial extent of the loading surface of the head portion of the compensating element ( 21 . 21 ' ) is at least as large as the radial extent of the region of the rotor end face, in which the grooves or the opening cross-sections of the connecting channels are provided.

High-pressure switching valve according to one of the preceding claims, characterized in that the foot region of the compensating element ( 21 . 21 ' ) against a preferably cup-shaped Koppelement ( 15 . 15 ' ) of the storage and pressing device ( 8th ) is supported.

High-pressure switching valve according to claim 7, characterized in that the bearing and pressing device ( 8th ) a preferably ring-shaped spring unit ( 27 ), which the coupling element ( 15 . 15 ' ) loaded with the contact force.

High-pressure switching valve according to claim 7 or 8, characterized in that the bearing and pressing device ( 8th ) a receiving part ( 13 . 13 ' ), which is mounted rotatably and axially fixed about the axis of rotation of the rotor and against which the spring unit ( 27 ) is supported, wherein the receiving part ( 13 . 13 ' ) directly or via the spring unit ( 27 ) rotatably with the coupling element ( 15 . 15 ' ) and the receiving part ( 13 . 13 ' ), the Spring unit ( 27 ), the coupling element ( 15 . 15 ' ) and the compensation element ( 21 . 21 ' ) together with the rotor ( 23 ) one about the axis of rotation of the rotor ( 23 ) form a rotatable unit.

High-pressure switching valve according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving part ( 13 . 13 ' ) by means of a single radial bearing ( 11 ), preferably a radial roller bearing, is mounted, which has such a high axial load capacity, that it for pressing the rotor ( 23 ) to the stator ( 29 ) can absorb required axial contact force.

High-pressure switching valve according to one of claims 9 or 10, characterized in that the receiving part ( 13 . 13 ' ) is formed as a hollow cylinder or pot-shaped and for supporting against the bearing ( 11 ) has a preferably circumferential, radial flange, wherein the spring unit ( 27 ) against the end face of the flange of the receiving part ( 13 . 13 ' ) is supported.

High-pressure switching valve according to claim 11, characterized in that the receiving part ( 13 . 13 ' ) has on its end face or the flange, for example, an encircling, axial projection, which with the against the end face of the receiving part ( 13 . 13 ' ) or the flange supporting portion of the spring unit ( 27 ) cooperates for the radial positioning and fixing of the spring unit.

High-pressure switching valve according to one of claims 9 to 12, characterized in that the receiving part ( 13 . 13 ' ) one from the stator ( 29 ) facing away from the drive area, which with the output of the drive device ( 37 . 45 ) can be coupled.

High-pressure switching valve according to claim 13, characterized in that a drive device ( 37 . 45 ) is provided whose output with the drive portion of the receiving part ( 13 . 13 ' ) is coupled.