DE102014015628A1

DE102014015628A1 - Wechselventil

Info

Publication number: DE102014015628A1
Application number: DE102014015628.1A
Authority: DE
Inventors: Mattias Ahnsjö; Jean-Etienne Pousse
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-04-28
Also published as: CN107076319A; KR20170042780A; RU2669990C1; EP3209910A1; US20170307089A1; WO2016062445A1; JP2017535727A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wechselventil (10) mit einem kugelförmigen Ventilkörper (24), der in einer ersten Position an einem ersten Ventilsitz (20) anliegt und in einer zweiten Position an einem zweiten Ventilsitz (22) anliegt, wobei in einem Bereich (28) zwischen dem ersten Ventilsitz (20) und dem zweiten Ventilsitz (22) eine Öffnung (30) vorgesehen ist, an die sich eine weitere Leitung (32) anschließt, die an einem Ausgangsanschluss (34) des Wechselventils (10) endet, wobei der Ventilkörper (24) einen Durchmesser dKugel hat, und wobei in eine durch eine Orthogonalprojektion der Öffnung (30) auf eine gewählte Projektionsebene (38) definierte projizierte Fläche (40) maximal ein Kreis mit einem Durchmesser deinschreib eingeschrieben werden kann, wobei deinschreib < dKugel ist, und wobei die projizierte Fläche (40) unrund ist, wenn der Durchmesser deinschreib des einschreibbaren Kreises in Abhängigkeit von der gewählten Projektionsebene (38) maximal wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wechselventil.
Beschrieben werden weiterhin verschiedene Ausführungsformen von Wechselventilen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wechselventil bereitzustellen, das bei kleinen äußeren Abmessungen bereits einen geringen Druckverlust aufweist.
Beschrieben wird ein Wechselventil mit einem ersten Eingangsanschluss und einem zweiten Eingangsanschluss, die über eine röhrenförmige Leitung innerhalb eines Gehäuses des Wechselventils miteinander in Verbindung stehen, wobei in der Leitung ein erster Ventilsitz angeordnet ist, der dem ersten Eingangsanschluss zugeordnet ist, wobei in der Leitung ein zweiter Ventilsitz angeordnet ist, der dem zweiten Eingangsanschluss zugeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz ein in der Leitung beweglicher Ventilkörper angeordnet ist, so dass der Ventilkörper in einer ersten Position die Leitung am ersten Ventilsitz verschließt und in einer zweiten Position die Leitung am zweiten Ventilsitz verschließt, wobei in einer Wand der Leitung in einem Bereich zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz eine Öffnung vorgesehen ist, an die sich eine weitere Leitung anschließt, die an einem Ausgangsanschluss des Wechselventils endet, wobei der Ventilkörper kugelförmig mit einem Durchmesser d_Kugel ist, und wobei in eine durch eine Orthogonalprojektion der Öffnung auf eine gewählte Projektionsebene definierte projizierte Fläche maximal ein Kreis mit einem Durchmesser d_einschreib eingeschrieben werden kann, wobei d_einschreib < d_Kugel ist, und wobei die projizierte Fläche unrund ist, wenn der Durchmesser d_einschreib des einschreibbaren Kreises in Abhängigkeit von der gewählten Projektionsebene maximal wird. Die röhrenförmige Leitung kann beispielsweise ein einfaches Rohr sein. Die röhrenförmige Leitung kann eine fluidleitende Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss bereitstellen. Diese Verbindung ist bei dem beschriebenen Wechselventil in der Regel, das heißt zumindest in den beiden definierten Schaltstellungen des Wechselventils, von dem Ventilkörper unterbrochen. Der Querschnitt des Rohres kann kreisförmig sein. Unter dem Zuordnen des ersten Ventilsitzes zu dem ersten Eingangsanschluss kann beispielsweise verstanden werden, dass der erste Ventilsitz in räumlicher Nähe zu dem ersten Eingangsanschluss angeordnet ist. Das Verschließen des ersten Ventilsitzes kann mit dem Verschließen des ersten Eingangsanschlusses identifizierbar sein. In gleicher Weise kann unter dem Zuordnen des zweiten Ventilsitzes zu dem zweiten Eingangsanschluss beispielsweise verstanden werden, dass der zweite Ventilsitz in räumlicher Nähe zu dem zweiten Eingangsanschluss angeordnet ist. Das Verschließen des zweiten Ventilsitzes kann mit dem Verschließen des zweiten Eingangsanschlusses identifizierbar sein. In der Leitung kann der Ventilkörper zwischen dem ersten Ventilsitz am ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Ventilsitz am zweiten Eingangsanschluss hin und her bewegbar sein. Das Verschließen des ersten Ventilsitzes durch den Ventilkörper kann einer ersten definierten Schaltposition des Wechselventils entsprechen. Das Verschließen des zweiten Ventilsitzes durch den Ventilkörper kann einer zweiten definierten Schaltposition des Wechselventils entsprechen. Die Wand der röhrenförmigen Leitung kann eine Wand des Rohres sein, wobei die Wand des Rohres zugleich die äußere Hülle des Gehäuses bildet. Die Öffnung in dem Bereich zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz an der sich die weitere Leitung anschließt, kann beispielsweise durch eine Bohrung oder auf andere Weise die Wand der röhrenförmigen Leitung perforierend hergestellt sein. Beispielsweise bildet bei einer kreisförmigen Bohrung durch die Wand eines kreisförmigen Rohres die Öffnung in der gekrümmten Oberfläche der Wand der kreisförmigen Röhre eine Ellipse. Das Wechselventil kann aufgrund der besonderen Form der Öffnung zum Ausgangsanschluss einen Parallelbetrieb erlauben, der mit sehr geringen Druckverlusten einhergeht. Bei dem Parallelbetrieb können beide Eingangsanschlüsse bei gleichen oder zumindest näherungsweise gleichen Eingangsdrücken mit dem Ausgangsanschluss verbunden sein und diesen mitversorgen. Der Ventilkörper kann während des Parallelbetriebs in einem undefinierten Zwischenzustand zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz liegen. In diesem Zwischenzustand kann der Ventilkörper die Öffnung nicht vollständig verdecken, wobei aufgrund der beschriebenen besonderen Form der Öffnung sogar ein besonders geringer Druckverlust innerhalb des Wechselventils erreichbar ist.
Bei der Orthogonalprojektion erfolgt die Projektion eines Punktes auf die gewählte Projektionsebene derart, dass die Verbindungslinie zwischen dem Punkt und seinem Abbild mit der Projektionsebene einen rechten Winkel bildet. Das Abbild hat dann von allen Punkten in der Projektionsebene den kürzesten Abstand zu dem Punkt. Die Orthogonalprojektion des kugelförmigen Ventilkörpers ist unabhängig von der gewählten Projektionsebene immer ein Kreis mit dem Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers. Als Projektionsebene wird die Ebene gewählt, in der die Projektion der Öffnung, das heißt die projizierte Fläche, ihren maximalen Flächeninhalt hat. Dann ist auch der Durchmesser des maximal einschreibbaren Kreises maximal. Dies ist beispielsweise die Ebene, deren Flächennormale achsparallel zu der weiteren Leitung orientiert ist, wenn die weitere Leitung senkrecht von der röhrenförmigen Leitung abzweigt. Die Projektionsebene ist also durch die weitere Leitung, insbesondere die Orientierung der weiteren Leitung am Schnittpunkt der weiteren Leitung und der röhrenförmigen Leitung zumindest grob bestimmbar. Wenn in die auf diese Ebene projizierte Fläche maximal ein Kreis mit dem Durchmesser d_einschreib eingeschrieben werden kann, wobei d_einschreib kleiner als der Durchmesser d_Kugel des kugelförmigen Ventilkörpers ist, kann der Ventilkörper des Wechselventils zuverlässig innerhalb der röhrenförmigen Leitung zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz zurückgehalten werden. Wenn gleichzeitig die projizierte Fläche unrund ist, ist die Öffnung in der Wand der röhrenförmigen Leitung besonders groß und dennoch geeignet, den Ventilkörper in der röhrenförmigen Leitung zurückzuhalten. Auf diese Weise kann dem innerhalb des Wechselventils auftretenden Druckverlust durch einen großen Strömungsquerschnitt im Bereich der Öffnung entgegengewirkt werden. Gleichzeitig sind die äußeren Abmessungen des Gehäuses, die im Wesentlichen durch den Querschnitt der Leitung und der weiteren Leitung nach unten beschränkt sind, klein. Der Begriff ”rund” kann als kreisrund verstanden werden. Der Begriff ”unrund” kann als ”nicht kreisrund” verstanden werden. Ein Kreis beziehungsweise eine Kreisfläche kann als die Menge aller Punkte angesehen werden, die von einem Mittelpunkt des Kreises beziehungsweise der Kreisfläche einen Abstand haben, der kleiner als der Radius des Kreises beziehungsweise der Kreisfläche ist. Der Begriff Kreis kann im vorliegenden Fall also synonym zu dem Begriff Kreisfläche verwendet sein. Eine Fläche kann als von einem Rand begrenzte Fläche verstanden werden. Der Rand der Fläche kann als ein die Fläche umlaufender Pfad/Weg verstanden werden. Der in eine Fläche maximal einschreibbare Kreis hat einen Rand, der vollständig in der Fläche liegt, in die er eingeschrieben ist. Der Pfad, der die Fläche umschließt umgibt also den Rand des eingeschriebenen Kreises vollständig. Die projizierte Fläche kann zusammenhängend oder unzusammenhängend sein. Eine Fläche kann als unzusammenhängend angesehen werden, wenn sie aus mehreren voneinander getrennten Teilflächen besteht. Anders ausgedrückt besteht der Rand der unzusammenhängenden Fläche aus voneinander getrennten Pfaden. Ein in eine unzusammenhängende Fläche einschreibbarer Kreis muss zwingend von dem Rand der Fläche umgeben sein, wobei mit dem einschreibbaren Kreis eine einschreibbare Kreisfläche bezeichnet wird.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der erste Ventilsitz und der zweite Ventilsitz miteinander fluchtend in der Leitung angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Ventilkörper besonders leicht innerhalb der röhrenförmigen Leitung zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz hin und her bewegt werden, so dass das resultierende Wechselventil bereits bei einer geringen Druckdifferenz, die zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss besteht, zwischen seinen definierten Schaltzuständen wechseln kann.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Ventilsitz und der zweite Ventilsitz in einem Abstand d_dist voneinander angeordnet sind, der größer als der doppelte Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Abstand d_ist größer als der dreifache Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers ist. Auf diese Weise kann der Ventilkörper in den beiden definierten Schaltzuständen des Wechselventils aus dem Bereich der röhrenförmigen Leitung hinausgewandert sein, in dem die Öffnung zu der weiteren Leitung und dem Ausgangsanschluss angeordnet ist. Der Strömungsquerschnitt zwischen dem jeweils freigegebenen Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss wird daher nicht durch den Ventilkörper beschränkt/beeinflusst, so dass die Druckverluste innerhalb des Wechselventils gering ausfallen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Flächeninhalt der projizierten Fläche größer als der Flächeninhalt der Kreisfläche mit dem Durchmesser d_Kugel ist. Da der Flächeninhalt der projizierten Fläche geringer als der Flächeninhalt der Öffnung in der gekrümmten Wand der Leitung ist, ist dann der Strömungsquerschnitt in dem Wechselventil besonders groß und der Druckverlust auch bei kleinen Abmessungen des Gehäuses besonders gering.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die projizierte Fläche unzusammenhängend ist. Eine Fläche kann als zusammenhängend angesehen werden, wenn zwei beliebige in der Fläche liegende Punkte auf einem vollständig innerhalb der Fläche liegenden Weg miteinander verbunden werden können. Anschaulich kann dies ebenfalls bedeuten, dass die projizierte Fläche aus mehreren voneinander getrennten Teilflächen besteht. Auf diese Weise kann der in die projizierte Fläche maximal einschreibbare Kreis verkleinert werden, ohne dass der Flächeninhalt der projizierten Fläche wesentlich abnimmt. Eine unzusammenhängende projizierte Fläche kann beispielsweise durch das Vorsehen mehrerer voneinander getrennter Öffnungen in der Wand der röhrenförmigen Leitung erzeugt werden. Möglich ist ebenfalls ein die Öffnung vollständig überspannender Steg, der die Öffnung in zwei voneinander getrennte Teilflächen aufteilt. Die einzelnen voneinander getrennten Teilflächen können für sich genommen rund sein. Wesentlich ist jedoch, dass die aus den einzelnen Teilflächen gemeinsam gebildete projizierte Fläche unrund ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das die Leitung und die weitere Leitung aufweisende Gehäuse ein T-förmiges Rohr ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Öffnung elastisch weitbar ist. Auf diese Weise kann die Öffnung zur Aufnahme des Ventilkörpers zeitweilig elastisch geweitet werden. Das Gehäuse kann beispielsweise zumindest im Bereich der Öffnung aus einem Elastomer hergestellt sein. Die Herstellung kann beispielsweise mit einem dem Fachmann an sich bekannten (Spritz-)Gussverfahren erfolgen. Die Abmessungen der sich an die Leitung anschließenden weiteren Leitung können derart bemessen sein, dass der Ventilkörper bei der Montage frei in der weiteren Leitung bewegbar ist. Der Ventilkörper kann beispielsweise unter Aufbringung einer Montagekraft die Öffnung elastisch deformieren, insbesondere elastisch weiten. Auf diese Weise kann der Ventilkörper in den Bereich zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz eingebracht werden. Durch das elastische Deformieren der Öffnung kann die in die projizierte Fläche einschreibbare Kugel für die Dauer der elastischen Deformation vergrößert werden. Die zur elastischen Deformation der Öffnung erforderliche Montagekraft kann so bemessen sein, dass während des Betriebs des Wechselventils auftretende Kräfte, die den Ventilkörper zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz bewegen, nicht ausreichend sind, um die Öffnung zu weiten. Dies kann durch die Auswahl eines Elastomers mit geeigneter Elastizität/Festigkeit erreicht werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse elastisch verbiegbar ist, und dass der Durchmesser d_einschreib des in die projizierte Fläche maximal einschreibbaren Kreises während des Verbiegens des Gehäuses größer als der Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers wird. Durch das Verbiegen des Gehäuses kann direkt die in dem Gehäuse angeordnete röhrenförmige Leitung als Ganzes gebogen werden, so dass sich die Form der in der Rohrwandung angeordneten Öffnung ebenfalls verändert. Auf diese Weise kann der Durchmesser der in die projizierte Fläche einschreibbaren Kugel für die Dauer der elastischen Deformation des Gehäuses ebenfalls vergrößert werden, so dass der Ventilkörper in einfacher Weise durch die Öffnung in die Leitung zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz eingebracht werden kann. Die Elastizität/Festigkeit des Gehäuses kann dabei so gewählt werden, dass das Gehäuse während des Betriebs des Wechselventils durch die auftretenden Kräfte nicht verbogen wird. Das Weiten der Öffnung durch eine auf den Ventilkörper wirkende Montagekraft und das Verbiegen des Gehäuses können während der Montage des Wechselventils zusammenwirken.
Es kann auch vorgesehen sein, dass Stege vorgesehen sind, die die Öffnung zumindest teilweise überspannen. Durch das Vorsehen von Stegen, die die Öffnung zumindest teilweise überspannen, kann der Durchmesser des in die projizierte Fläche maximal einschreibbaren Kreises reduziert werden. Die Stege können beispielsweise über die weitere Leitung zugeführt/montiert werden und insbesondere im Bereich der Öffnung an der Wand der Leitung befestigt werden. Beispielsweise können die Stege mithilfe von Federklemmen an Hinterschneidungen im Bereich der Öffnung montierbar sein, wobei die Öffnung ohne montierte Stege ausreichend groß sein kann, um den Ventilkörper durch die weitere Leitung in der Leitung zu positionieren. Die Stege können den Ventilkörper vor einem ”Eintauchen” in die Öffnung abhalten, um einer Blockade beziehungsweise einem Verschluss der Öffnung während eines Parallelbetriebs entgegenzuwirken.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Wechselventil;
2 eine seitliche Schnittansicht eines Wechselventils;
3 eine projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis und eine Projektion des Ventilkörpers;
4a eine weitere projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis;
4b eine weitere projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis;
5a eine weitere projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis;
5b eine weitere projizierte Fläche;
6a eine weitere projizierte Fläche
6b eine weitere projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis; und
7 eine weitere projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartige Komponenten.
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Wechselventil 10. Erkennbar sind insbesondere ein erster Eingangsanschluss 12 und ein zweiter Eingangsanschluss 14, die an verschiedenen Enden eines Gehäuses 18 angeordnet sind. Das Gehäuse 18 weist einen Bereich 28 auf, der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 12 und dem zweiten Eingangsanschluss 14 liegt. In dem Bereich 28 ist eine Öffnung 30 angeordnet. In der Öffnung 30 ist ein Steg 44 erkennbar, der die Öffnung 30 vollständig überspannt. Der Steg 44 unterteilt die Öffnung 30 in zwei voneinander getrennte Teilflächen. Weiterhin ist ein Ventilkörper 24 durch die Öffnung 30 teilweise erkennbar. Der Steg 44 kann nach der Montage des Ventilkörpers 24 durch die Öffnung 30 zur Verkleinerung der Öffnung 30 montierbar sein. Der Ventilkörper 24 ist im Inneren des Gehäuses 18 bewegbar angeordnet, was im Zusammenhang mit 2 nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
Die Öffnung 30 hat in der in 1 dargestellten Draufsicht die Form einer Ellipse mit einem ersten Ellipsendurchmesser d_A 52 und einem zweiten Ellipsendurchmesser d_B 54, wobei die von der Öffnung 30 gebildete Ellipse durch den Steg 44 in zwei gleichgroße Hälften unterteilt ist. Die in 1 erkennbare Öffnung 30 ist dementsprechend unzusammenhängend, da die beiden Hälften der Ellipse durch den Steg 44 voneinander getrennt sind. Die in 1 gewählte Draufsicht kann als eine orthogonale Projektion, beziehungsweise Orthogonalprojektion, angesehen werden. Die Projektionsebene liegt dabei in der Blattebene. Die in 1 erkennbare Öffnung 30 ist dementsprechend mit der in die Blattebene projizierten Fläche der Öffnung 30 identifizierbar. Die in 1 gewählte Darstellung zeigt einen Ausgangsanschluss 34 des Wechselventils 10 von ”oben”, so dass von dem Ausgangsanschluss 34 lediglich konzentrische Kreise sichtbar sind, die die ellipsoide Öffnung 30 umgeben. Zwischen dem als konzentrische Kreise erkennbaren Ausgangsanschluss 34 und der ellipsoiden Öffnung 30 sind lidartige Flächen erkennbar, die dem Gehäuse 18 zugeordnet werden können. Wenn das Gehäuse 18 zumindest im Bereich der Öffnung elastisch deformierbar ist, können diese lidartigen Flächen durch eine auf den Ventilkörper 24 wirkende Montagekraft temporär elastisch deformiert werden, um den Ventilkörper durch die Öffnung 30 hindurchzudrücken. Wenn das Gehäuse 18 insgesamt biegbar ist, kann auch oder zusätzlich die Leitung zur Montage des Ventilkörpers elastisch verbogen werden, um die Öffnung temporär zu vergrößern. Das Gehäuse 18 kann zu diesem Zweck zumindest teilweise aus einem Elastomer mit geeigneter Elastizität/Festigkeit hergestellt sein. Je nachdem, wie die Abmessungen des Ventilkörpers 24 im Verhältnis zu der Öffnung 30 sind, kann der Steg optional entfallen. Der Steg 44 kann eine Führung für den Ventilkörper 24 umfassen, um eine Bewegung des Ventilkörpers 24 in dem Gehäuse 18 zu erleichtern. In 1 ist weiterhin eine Schnittebene 56 in Form einer Linie erkennbar. Die Schnittebene liegt also senkrecht zur Blattebene.
2 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Wechselventils. 2 zeigt insbesondere eine seitliche Schnittansicht in der Schnittebene 56. Im Inneren des Gehäuses 18 des Wechselventils 10 ist in einer röhrenartigen Leitung 16 der Ventilkörper 24 angeordnet. Der Querschnitt der röhrenartigen Leitung 16 kann insbesondere kreisförmig sein. Der Ventilkörper 24 ist zwischen einem ersten Ventilsitz 20 und einem zweiten Ventilsitz 22 bewegbar angeordnet. Der erste Ventilsitz 20 ist dem ersten Eingangsanschluss 12 zugeordnet. Der zweite Ventilsitz 22 ist dem zweiten Eingangsanschluss 14 zugeordnet. Die Zuordnung kann insbesondere eine räumliche Nähe bedingen. Das Wechselventil 10 umfasst weiterhin den Ausgangsanschluss 34, der über eine weitere Leitung 32 von der Leitung 16 in dem Bereich 28 abzweigt. Am Übergang zwischen der weiteren Leitung 32 und der Leitung 16 ist der die Öffnung 30 vollständig überspannende optionale Steg 44 angeordnet. Das in 2 dargestellte Wechselventil 10 hat zwei definierte Schaltstellungen. In der ersten Schaltstellung des Wechselventils 10 liegt der Ventilkörper 24 am ersten Ventilsitz an, so dass der zweite Eingangsanschluss 14 mit dem Ausgangsanschluss 34 fluidleitend gekoppelt ist und der erste Eingangsanschluss 12 gegen den zweiten Eingangsanschluss 14 und den Ausgangsanschluss 34 abgedichtet ist. Der zweite definierte Schaltzustand des Wechselventils 10 ist durch das Anliegen des Ventilkörpers 24 am zweiten Ventilsitz 22 gekennzeichnet, so dass der erste Eingangsanschluss 12 fluidleitend mit dem Ausgangsanschluss 34 gekoppelt ist und der zweite Eingangsanschluss 14 gegen den ersten Eingangsanschluss 12 und den Ausgangsanschluss 34 abgedichtet ist. Der Ventilkörper 24 kann insbesondere kugelförmig mit einem Durchmesser d_Kugel sein. Der Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers 24 kann geringfügig kleiner als der Durchmesser der Leitung 16 sein, um eine leichte Bewegbarkeit des Ventilkörpers 24 zwischen dem ersten Ventilsitz 20 und dem zweiten Ventilsitz 22 zu gewährleisten. In Abhängigkeit von der vorzugsweisen Montagerichtung des Wechselventils 10 können auf der Innenseite der Leitung 16 nicht dargestellte Führungen für den Ventilkörper 24 vorgesehen sein, welche beispielsweise ein reibungsarmes Rollen des Ventilkörpers 24 zwischen dem ersten Ventilsitz 20 und dem zweiten Ventilsitz 22 beim Übergang zwischen der ersten definierten Schaltposition des Wechselventils 10 und der zweiten definierten Schaltposition des Wechselventils 10 ermöglichen. Es kann vorgesehen sein, dass der Steg 44 ein Bestandteil einer entsprechenden Führung ist. Der Abstand zwischen dem ersten Ventilsitz 20 und dem zweiten Ventilsitz 22 kann insbesondere mindestens doppelt so groß wie der Durchmesser des Ventilkörpers 24 sein, um in den beiden definierten Schaltpositionen des Wechselventils 10 ein teilweises Abdecken des Mündungsbereichs der weiteren Leitung 32, das heißt der Öffnung 30, durch den Ventilkörper 24 zu verhindern. Eine Projektionsebene 38, die den in die projizierte Fläche einschreibbaren Kreis bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 maximiert, liegt senkrecht zu der Blattebene von 2 und parallel zur Blattebene von 1.
3 zeigt eine projizierte Fläche mit einem eingeschriebenen Kreis und einer Projektion des Ventilkörpers. Eine in 3 dargestellte projizierte Fläche 40 kann beispielsweise die Form einer Ellipse haben. In die projizierte Fläche 40 kann ein eingeschriebener Kreis 36 mit dem Durchmesser d_einschreib einschreibbar sein. Der in 3 dargestellte eingeschriebene Kreis 36 hat den maximalen Durchmesser d_einschreib. Eine zum Vergleich dargestellte Kreisfläche 42 mit dem Durchmesser d_Kugel, die der Orthogonalprojektion des Ventilkörpers 24 entspricht, zeigt, dass der eingeschriebene Kreis 36 einen geringeren Durchmesser als die Kreisfläche 42 hat. Dies bedeutet letztlich, dass der Ventilkörper 24 nicht durch die Öffnung 30 passt, da die orthogonale Projektion des Ventilkörpers 24 nicht innerhalb der projizierten Fläche 40 anordenbar ist. Als Projektionsebene 38 auf die die Öffnung 30 zur Erzeugung der projizierten Fläche 40 orthogonal projiziert wird, ist beispielsweise bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Blattebene von 1 zu wählen, um den Flächeninhalt der projizierten Fläche 40 und den Durchmesser des einschreibbaren Kreises 36 zu maximieren.
Die 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b und 7 zeigen weitere projizierte Flächen mit oder ohne resultierende eingeschriebene Kreise maximalen Durchmessers. Die 4a zeigt eine projizierte Fläche 40, wobei Stege 46, 48 und 50 vom seitlichen Rand der projizierten Fläche 40 teilweise in die projizierte Fläche 40 hineinragen und auf diese Weise den Durchmesser des maximal einschreibbaren Kreises 36 verkleinern. Die Stege 46, 48 und 50 können beispielsweise in Form von Zapfen vom Rand der Öffnung 30, das heißt ausgehend von der Wand 26 der Leitung 16, die Öffnung 30 zumindest teilweise überspannen. Die Anordnung der Stege 46, 48, 50 kann beispielsweise gleichmäßig um den Rand der Öffnung 30 erfolgen. Die Stege 46, 48, 50 können beispielsweise nach dem Positionieren des Ventilkörpers 24 in der Leitung 16 montiert werden, wobei erst durch das Montieren der Stege 46, 48, 50 der Durchmesser des einschreibbaren Kreises 36 kleiner als der Durchmesser des Ventilkörpers 24 wird.
4b zeigt eine weitere projizierte Fläche mit dem die projizierte Fläche 40 vollständig überspannenden Steg 44 und dem resultierenden einschreibbaren Kreis 36, wie er optional in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 vorgesehen ist. Der Steg 44 unterteilt die projizierte Fläche 40 in eine erste Teilfläche 58 und eine zweite Teilfläche 60, die durch den Steg 44 voneinander getrennt sind. Der resultierende maximal einschreibbare Kreis 36 ist dementsprechend vollständig in einer der beiden Teilflächen 58, 60, hier exemplarisch in der ersten Teilfläche 58, angeordnet. Die projizierte Fläche 40 ist unzusammenhängend, da sie aus zwei durch den Steg 44 getrennten Teilflächen besteht. Der die projizierte Fläche 40 begrenzende Rand besteht in dem vorliegenden Beispiel aus voneinander getrennten und in sich geschlossenen, die jeweiligen Teilflächen 58, 60 umlaufenden, Pfaden/Rändern/Wegen. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass in die zweite Teilfläche 60 ein Kreis mit identischem Durchmesser eingeschrieben werden kann, da die erste Teilfläche 58 und die zweite Teilfläche 60 eine bestimmte Ähnlichkeit, gleicher Flächeninhalt bei gleicher Form, aufweisen.
5a zeigt eine 4b ähnliche projizierte Fläche 40. Analog zu 4b ist auch bei der in 5a dargestellten projizierten Fläche ein die projizierte Fläche 40 unterteilender Steg 44 vorgesehen. Die gebildete erste Teilfläche 58 und die gebildete zweite Teilfläche 60 bilden gemeinsam eine kreisähnliche Fläche, wobei der von dem Steg 44 bedeckte Teil des Kreises fehlt, so dass die projizierte Fläche 40 keine vollständige Kreisfläche darstellt. Auch die in 5a dargestellte projizierte Fläche 40 kann daher als unrund angesehen werden.
5b zeigt eine weitere projizierte Fläche 40, die als unrund angesehen werden kann. Die in 5b dargestellte projizierte Fläche 40 umfasst eine erste Teilfläche 58, eine zweite Teilfläche 60 und eine dritte Teilfläche 64. Jede der Teilflächen 58, 60, 64 ist für sich genommen kreisrund. Die von den Teilflächen 58, 60, 64 gebildete projizierte Fläche 40 kann allerdings als unrund angesehen werden. Der hier resultierende maximal einschreibbare Kreis hat bei diesem Beispiel einen Durchmesser, der dem maximalen Durchmesser der Teilflächen 58, 60, 64 entspricht, die gemeinsam die projizierte Fläche 40 bilden.
6a zeigt analog zu 5b eine projizierte Fläche 40, die aus kreisrunden Teilflächen 58, 60 besteht. Die gebildete projizierte Fläche ist allerdings nicht als rund anzusehen. Bei einem Wechselventil, das eine derartige projizierte Fläche 40 umfasst, ist es möglich, dass der Ventilkörper bei gleichen Eingangsdrücken an den beiden Eingangsanschlüssen zwischen den beiden Öffnungen in der Wand, die zu dem Ausgangsanschluss führen, zum Stehen kommt. Es wird daher ein besonders druckverlustarmer Parallelbetrieb des Wechselventils möglich, bei dem beide Eingangsanschlüsse gemeinsam mit dem Ausgangsanschluss verbunden sind. Es sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass eine entsprechende Positionierung des Ventilkörpers für einen druckverlustarmen Parallelbetrieb auch bei anderen projizierten Flächen 40 möglich ist.
6b zeigt ein weiteres Beispiel für eine unzusammenhängende projizierte Fläche 40. Die projizierte Fläche 40 umfasst eine kreisrunde erste Teilfläche 58 und eine unrunde zweite Teilfläche 60, die elliptisch ist. Bei dem in 6b dargestellten Beispiel ist der maximal einschreibbare Kreis 36 in der zweiten Teilfläche 60 eingezeichnet. Aufgrund der gewählten Maße entspricht der maximal einschreibbare Kreis 36 allerdings der ersten Teilfläche 58 und könnte alternativ auch dort eingezeichnet werden.
7 zeigt eine weitere projizierte Fläche 40. Die projizierte Fläche 40 wird durch eine Stegstruktur 62 in eine Vielzahl nicht einzeln bezeichneter Teilflächen unterteilt. Die Stegstruktur 62 ist im in 7 dargestellten Beispiel eine Gitterstruktur. Der resultierende maximal einschreibbare Kreis 36 ist in einer der durch die Stegstruktur 62 begrenzten Teilflächen eingezeichnet.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

10: Wechselventil
12: erster Eingangsanschluss
14: zweiter Eingangsanschluss
16: Leitung
18: Gehäuse
20: erster Ventilsitz
22: zweiter Ventilsitz
24: Ventilkörper
26: Wand
28: Bereich
30: Öffnung
32: weitere Leitung
34: Ausgangsanschluss
36: einschreibbarer Kreis
38: Projektionsebene
40: projizierte Fläche
42: Kreisfläche
44: Steg
46: Steg
48: Steg
50: Steg
52: erster Ellipsendurchmesser d_A
54: zweiter Ellipsendurchmesser d_B
56: Schnittebene
58: erste Teilfläche
60: zweite Teilfläche
62: Stegstruktur
64: dritte Teilfläche

Claims

Wechselventil (10) mit einem ersten Eingangsanschluss (12) und einem zweiten Eingangsanschluss (14), die über eine röhrenförmige Leitung (16) innerhalb eines Gehäuses (18) des Wechselventils (10) miteinander in Verbindung stehen, – wobei in der Leitung (16) ein erster Ventilsitz (20) angeordnet ist, der dem ersten Eingangsanschluss (12) zugeordnet ist, – wobei in der Leitung (16) ein zweiter Ventilsitz (22) angeordnet ist, der dem zweiten Eingangsanschluss (14) zugeordnet ist, – wobei zwischen dem ersten Ventilsitz (20) und dem zweiten Ventilsitz (22) ein in der Leitung (16) beweglicher Ventilkörper (24) angeordnet ist, so dass der Ventilkörper (24) in einer ersten Position die Leitung (16) am ersten Ventilsitz (20) verschließt und in einer zweiten Position die Leitung (16) am zweiten Ventilsitz (22) verschließt, – wobei in einer Wand (26) der Leitung (16) in einem Bereich (28) zwischen dem ersten Ventilsitz (20) und dem zweiten Ventilsitz (22) eine Öffnung (30) vorgesehen ist, an die sich eine weitere Leitung (32) anschließt, die an einem Ausgangsanschluss (34) des Wechselventils (10) endet, – wobei der Ventilkörper (24) kugelförmig mit einem Durchmesser d_Kugel ist, und – wobei in eine durch eine Orthogonalprojektion der Öffnung (30) auf eine gewählte Projektionsebene (38) definierte projizierte Fläche (40) maximal ein Kreis mit einem Durchmesser d_einschreib eingeschrieben werden kann, wobei d_einschreib < d_Kugel ist, und – wobei die projizierte Fläche (40) unrund ist, wenn der Durchmesser d_einschreib des einschreibbaren Kreises in Abhängigkeit von der gewählten Projektionsebene (38) maximal wird.
Wechselventil (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Ventilsitz (20) und der zweite Ventilsitz (22) miteinander fluchtend in der Leitung (16) angeordnet sind.
Wechselventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Ventilsitz (20) und der zweite Ventilsitz (22) in einem Abstand d_dist voneinander angeordnet sind, der größer als der doppelte Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers (24) ist.
Wechselventil (10) nach Anspruch 3, wobei der Abstand d_dist größer als der dreifache Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers (24) ist.
Wechselventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Flächeninhalt der projizierten Fläche (40) größer als der Flächeninhalt der Kreisfläche (42) mit dem Durchmesser d_Kugel ist.
Wechselventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die projizierte Fläche (40) unzusammenhängend ist.
Wechselventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das die Leitung (16) und die weitere Leitung (32) aufweisende Gehäuse (18) ein T-förmiges Rohr ist, und wobei die Öffnung (18) elastisch weitbar ist.
Wechselventil (10) nach Anspruch 7, wobei das Gehäuse elastisch verbiegbar ist, und wobei der Durchmesser d_einschreib des in die projizierte Fläche (40) maximal einschreibbaren Kreises während des Verbiegens des Gehäuses (18) größer als der Durchmesser d_Kugel des Ventilkörpers (24) wird.
Wechselventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Stege (44, 46, 48, 50) vorgesehen sind, die die Öffnung zumindest teilweise überspannen.