-
Die Erfindung betrifft ein Sperrventil für ein Fluidsystem, mit einem Ventilgehäuse, das einen Eingangsanschluss, einen Ventilraum und einen Ausgangsanschluss aufweist, wobei sich zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ventilraum ein erster Fluidkanalabschnitt erstreckt und wobei sich zwischen dem Ventilraum und dem Ausgangsanschluss ein zweiter Fluidkanalabschnitt erstreckt, mit einem drehbeweglich im Ventilraum um eine Ventilachse gelagerten Ventilglied, das in einer Schließstellung eine Verbindung zwischen den Fluidkanalabschnitten sperrt und das in einer Öffnungsstellung die Verbindung zwischen den Fluidkanalabschnitten freigibt, wobei das Ventilgehäuse eine koaxial zur Ventilachse ausgebildete und gegenüber den Fluidkanalabschnitten abgedichtete Betätigungsausnehmung aufweist, die von dem Ventilglied und/oder von einem außerhalb des Ventilgehäuses angeordneten und drehfest sowie linearbeweglich an einem Endbereich des Ventilglieds angebrachten Handgriff durchsetzt ist.
-
Aus der
DE 199 26 043 B4 ist eine Verdrehsicherungseinrichtung für ein bezüglich eines Hauptkörpers drehbares Drehglied bekannt, wobei an dem Drehglied beabstandet zur Drehachse mindestens ein Riegelelement vorgesehen ist, mit dem über eine Betätigungsfläche ein Betätigungsschieber zusammenarbeitet, mit dem sich das Riegelelement wahlweise in einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung positionieren lässt und wobei eine Blockiereinrichtung die Sicherung der Position des Betätigungsschiebers ermöglicht, wenn sich ein Riegelelement in der Verriegelungsstellung befindet.
-
Die
DE 198 47 039 C1 offenbart eine Absperrarmatur mit einem Gehäuse mit Ein- und Auslassanschluss, einem Ventilkörper, der den Durchgang vom Einlass- zum Auslassanschluss in einer Stellung sperrt und in einer anderen Stellung freigibt, einem am Gehäuse drehbar gehaltenen Betätigungsglied, das drehfest mit einer Antriebswelle für den Ventilkörper verbunden ist, wobei die Drehbewegung des Betätigungsgliedes durch gehäuseseitige Anschläge begrenzt ist und das Betätigungsglied zur Überführung aus der Sperrstellung in die Freigabestellung entgegen der Kraft einer Feder zunächst axial zur Antriebswelle bewegbar und anschließend in die Freigabestellung drehbar ist, wobei das Betätigungsglied aus einem Ringteil mit einem innen umlaufenden Kragen oder Kragensegmenten und einem mit dem Ringteil verbundenen oder verbindbaren Griffteil besteht und wobei das Ringteil in seinem Kragen Aussparungen aufweist, so dass es axial über die gehäuseseitigen Anschläge schiebbar ist und in verdrehter Lage mit dem Kragen die Anschläge untergreift, und Vertiefungen in seinem Kragen aufweist, in die die Anschläge in Sperrstellung eingreifen, wobei das Griffteil innenliegend eine mit dem Ende der Antriebswelle drehfest verbindbare Nabe und das Griffteil sowie das Ringteil oder nur eines der beiden Teile den Drehweg begrenzende Anschläge aufweist, die in den alternativen Endlagen an den gehäuseseitigen Anschlägen anliegen.
-
Aus der
DE 92 09 111 U1 ist eine Absperrvorrichtung wie beispielsweise ein Kugelventil bekannt, die ein Gehäuse mit einem Einlasskanal und einem Auslasskanal aufweist, in dem ein Ventilkörper aufgenommen ist, der den Durchgang vom Einlasszum Auslasskanal in der einen Stellung sperrt und in der anderen freigibt, mit einem am Gehäuse gelagerten drehbaren Betätigungsglied, das drehfest über ein wellenförmiges Teil mit dem Ventilkörper verbunden ist, wobei das Betätigungsglied durch Anschläge in seiner Drehbewegung begrenzt und zur Überführung der Sperrstellung in die Freigabestellung das Betätigungsglied gegen die Kraft einer Feder zunächst eine axiale Bewegung ausführt und dann eine Drehbewegung und wobei das Betätigungsglied einen Vorsprung aufweist, der federnd ausgebildet ist und Bereiche des Gehäuses hintergreift, so dass der Vorsprung bei der Drehbewegung hinter einer ringartig verlaufenden Bahn liegt.
-
Die JP H10- 9 439 A offenbart einen Gashahn mit einem Sicherheitsmechanismus, bei dem eine Höhe eines Griffes so gering wie möglich gehalten werden kann. Hierzu ist vorgesehen, eine Schwenkplatte auf einer Oberseite eines Ventilglieds anzuordnen, das in einem Gashahn-Hauptkörper aufgenommen ist. An einer oberen Mündung des Gashahn-Hauptkörpers wird ein Ring auf die Schwenkplatte aufgelegt. Eine Schwenkbewegung der Schwenkplatte wird ermöglicht, wenn ein in radialer Richtung ausgerichteter Sicherungsstift in geeigneter Weise mit einem Freigabeabschnitt in eine Oberkante des Ringes eingreift, in diesem Fall kann das Ventilglied um 90 Grad verschwenkt werden.
-
Aus der
JP 2005 195 055 A ist ein Ventil bekannt, bei dem ein Eindringen von Wasser in einen Raum innerhalb des Ventilglieds durch einen O-Ring verhindert wird, so dass das Innere des Ventils nicht durch Rost, Korrosion und Ablagerungen beeinträchtigt wird. Ferner weist das Ventil ein Belüftungsglied auf, so dass ein Auftreten eines Gaslecks zu einem kontrollierten Austritt des Gases durch das Belüftungsglied führt und dadurch ein Auffinden des Gaslecks erleichtert wird.
-
Die JP H10- 169 797 A offenbart ein miniaturisiertes Gasventil, bei dem zur Vermeidung einer unangemessenen Krafteinleitung auf den Ventilkörper eine umlaufende Nut und Eingriffsinnenkanten im Ventilkörper ausgebildet sind und eine Anschlagplatte mit vorspringenden hohen Sektorabschnitten und vorspringenden niedrigen Sektorabschnitten in der umlaufenden Nut aufgenommen ist. Eine Drehbewegung eines Handgriffs wird durch die Anschlagplatte und eine zugehörige Anschlagschraube auf 90 Grad beschränkt.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sperrventil bereitzustellen, das in der Schließstellung, insbesondere unter Verwendung eines Bügelschlosses, verriegelt werden kann, um eine unbefugte Betätigung zu verhindern.
-
Diese Aufgabe wird für ein Sperrventil der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der Handgriff mit einer Bohrung versehen ist, die quer zur Ventilachse ausgerichtet ist und die in Abhängigkeit von einer Linearstellung des Hangriffs relativ zum Ventilglied von einem axial abragenden Vorsprung des Ventilglieds zumindest teilweise durchsetzt ist, wobei der Handgriff mit dem Ventilgehäuse eine Zwangsführung bildet, die derart ausgebildet ist, dass eine Schwenkbewegung des Ventilglieds aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung eine lineare Annäherungsbewegung des Handgriffs an das Ventilgehäuse voraussetzt.
-
Hierbei sind die Bohrung, der axial abragende Vorsprung sowie die Zwangsführung zwischen Handgriff und Ventilgehäuse derart ausgebildet, dass die lineare Annäherungsbewegung des Handgriffs an das Ventilgehäuse, die eine zwingende Voraussetzung für die anschließende Schwenkbewegung des Ventilglieds aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung ist, nur dann durchgeführt werden kann, wenn die Bohrung frei von Gegenständen, beispielsweise dem Bügel eines Bügelschlosses, ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der axial abragende Vorsprung bei einem maximalen Abstand des Handgriffs gegenüber dem Ventilgehäuse nicht in die Bohrung des Handgriffs hineinragt, so dass der volle Querschnitt der Bohrung genutzt werden kann, um ein Sicherungsmittel, beispielsweise den Bügel eines Bügelschlosses, in die Bohrung einbringen zu können. Ferner sind der axial abragende Vorsprung des Ventilglieds, die Bohrung im Handgriff sowie die Zwangsführung zwischen Handgriff und Ventilgehäuse vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass eine Schwenkbewegung des Ventilglieds bis in die Öffnungsstellung nur dann eingeleitet werden kann, wenn der Handgriff einen minimalen axialen Abstand zum Ventilgehäuse einnimmt. Vorzugsweise ist die Zwangsführung zwischen Handgriff und Ventilgehäuse derart ausgebildet, dass zunächst eine ausschließlich lineare Annäherungsbewegung des Handgriffs an das Ventilgehäuse durchgeführt wird, bis ein minimaler Abstand zwischen Handgriff und Ventilgehäuse eingenommen wird, wobei das Ventilglied bei dieser Annäherungsbewegung des Handgriffs an das Ventilgehäuse keine Relativbewegung gegenüber dem Ventilgehäuse durchführt, um dann ausgehend von dieser Position des Handgriffs gegenüber dem Ventilgehäuse die Schwenkbewegung des Handgriffs sowie des Ventilglieds und die Ventilachse einzuleiten. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass die Zwangsführung zwischen dem Handgriff und dem Ventilgehäuse derart ausgebildet ist, das bereits die Annäherungsbewegung des Handgriffs an das Ventilgehäuse als Überlagerung einer linearen Bewegung und einer Schwenkbewegung um die Ventilachse durchgeführt wird und das Ventilglied wahlweise eine oder keine Relativbewegung um die Ventilachse gegenüber dem Ventilgehäuse durchführt. Allerdings ist auch in diesem Fall vorzusehen, dass die eigentliche Schwenkbewegung aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung erst dann eingeleitet werden kann, wenn ein minimaler Abstand zwischen dem Handgriff und dem Ventilgehäuse eingenommen ist und dass allein durch die Annäherung des Handgriffs an das Ventilgehäuse noch keine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen den beiden Fluidkanalabschnitten (zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt und dem zweiten Fluidkanalabschnitt) freigegeben wird.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bohrung im Handgriff bei Erreichen des minimalen axialen Abstands zwischen Handgriff und Ventilgehäuse zumindest nahezu vollständig, insbesondere vollständig, durch die im vom Ventilglied axial abragenden Vorsprung ausgefüllt wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Schwenkbewegung des Ventilglieds nur dann eingeleitet werden kann, wenn der Querschnitt der Bohrung im Handgriff vollständig frei von Gegenständen ist.
-
Vorzugsweise weist die Bohrung im Handgriff bezogen auf eine Querschnittsebene, die normal zu einer Bohrungsachse der Bohrung ausgerichtet ist und die beispielhaft die Ventilachse mit umfasst, einen konstanten Querschnitt auf. Die Bohrung, die insbesondere die Aufnahme ermöglichen soll, kann beispielhaft mit einem kreisrunden oder ovalen oder rechteckigen Querschnitt ausgebildet sein.
-
Für die Schwenkbewegung des Ventilglieds zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung ist vorzugsweise ein Schwenkwinkel von 45 Grad, insbesondere 90 Grad, vorgesehen. Ein Schwenkwinkel von 90 Grad ist insbesondere für den Fall vorteilhaft, dass der erste Fluidkanalabschnitt und der zweite Fluidkanalabschnitt parallel zu einer gemeinsamen Fluidkanalachse, insbesondere koaxial, zueinander ausgerichtet sind.
-
Beispielhaft ist vorgesehen, dass der axial abragende Vorsprung des Ventilglieds als Profilierung mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt längs der Ventilachse erstreckt ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der axial abragende Vorsprung wenigstens bezüglich einer Spiegelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist und dass diese Spiegelebene die Ventilachse mit umfasst. Ferner ist vorgesehen, dass der Handgriff mit einer längs der Ventilachse erstreckten Ausnehmung versehen ist, die einen Querschnitt aufweist, der an die Profilierung des axial abragenden Vorsprungs des Ventilglieds angepasst ist, so dass der axial abragende Vorsprung schiebe beweglich in der Ausnehmung des Handgriffs aufgenommen werden kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Profilierung des Vorsprungs sowie eine Profilierung der Ausnehmung im Handgriff derart aufeinander angepasst sind, dass eine Drehmomentübertragung zwischen Handgriff und dem Vorsprung ermöglicht wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Ventilglied eine quer zur Ventilachse verlaufende Verbindungsbohrung aufweist, die ausschließlich in der Öffnungsstellung eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen den beiden Fluidkanalabschnitten ermöglicht. Eine derartige ausgebildete Verbindungsbohrung zielt darauf ab, dass die beiden Fluidkanalabschnitte (erster Fluidkanalabschnitt und zweiter Fluidkanalabschnitt) koaxial zueinander ausgerichtet sind oder allenfalls einen geringen Axialversatz und/oder Winkelversatz zueinander aufweisen. Ferner sind die beiden Fluidkanalabschnitte und die Verbindungsbohrung derart aufeinander abgestimmt, dass eine fluidisch kommunizierende Verbindung ausschließlich in der Öffnungsstellung, eventuell auch bereits kurz vor Erreichen der Öffnungsstellung vorliegt. Besonders bevorzugt wird ein maximaler Durchflussquerschnitt, der von den beiden Fluidkanalabschnitten und der Verbindungsbohrung in Abhängigkeit von der Schwenkwinkelstellung des Ventilglieds gegenüber dem Ventilgehäuse bestimmt wird, erst dann erreicht, wenn der Handgriff eine durch die Zwangsführung bestimmte Endstellung in der Öffnungsstellung erreicht hat.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das Ventilglied eine um 90 Grad versetzt zur Verbindungsbohrung angeordnete Ablassbohrung aufweist, die zumindest in der Schließstellung in fluidisch kommunizierender Verbindung mit einer im Ventilgehäuse ausgebildeten Ablassöffnung steht. Die Aufgabe der Ablassbohrung besteht darin, dass Fluidsystem, das in der Öffnungsstellung des Sperrventils mit druckbeaufschlagtem Fluid, insbesondere Druckluft, versorgt wurde, in der Schließstellung, insbesondere möglichst rasch, in einen drucklosen Zustand zu bringen. Hierzu gelangt die Ablassbohrung bei Erreichen der Schließstellung für das Ventilglied in fluidisch kommunizierender Verbindung mit dem zweiten Fluidkanalabschnitt, der seinerseits über den Ausgangsanschluss mit dem Fluidsystem verbunden ist, so dass in der Schließstellung die gewünschte fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Fluidsystem und der im Ventilgehäuse ausgebildeten Ablassöffnung besteht. Bei dieser Ausgestaltung des Sperrventils ist dieses insbesondere als 3/2-Wegeventil konfiguriert, so dass in den insgesamt zwei Schaltstellungen (Schließstellung, Öffnungsstellung) insgesamt drei unterschiedliche Fluidanschlüsse (Eingangsanschluss, Ausgangsanschluss, Ablassbohrung) in vorgebbarer Weise in kommunizierender Verbindung stehen können.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ablassbohrung in eine Axialbohrung des Ventilglieds mündet und dass die, insbesondere mit einem Dämpfungsfilter versehene, Ablassöffnung gegenüberliegend zu einer Mündungsöffnung der Axialbohrung angeordnet ist. Hierdurch wird eine kompakte Gestaltung des Sperrventils ermöglicht, da in diesem Fall die Axialbohrung im Ventilglied dazu genutzt wird, den aus dem Fluidsystem und dem zweiten Fluidkanalabschnitt in die Ablassöffnung einströmenden Fluidstrom aus einer Strömungsrichtung quer zur Ventilachse in eine Strömungsrichtung parallel zur Ventilachse umzulenken. Ferner wird hierdurch eine Entkopplung dieses Fluidpfads von dem Fluidpfad ermöglicht, der durch die beiden Fluidkanalabschnitte sowie die Verbindungsbohrung in der Öffnungsstellung des Sperrventils bestimmt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Axialbohrung derart im Ventilglied angeordnet ist, dass eine Mündungsöffnung der Axialbohrung gegenüberliegend zu der im Ventilgehäuse ausgebildeten Ablassöffnung angeordnet ist, um zum einen eine kompakte Gestaltung des Sperrventils zu ermöglichen und zum anderen einen vorteilhaften Fluidstrom ohne unerwünschte Drosselverluste zu gewährleisten. Besonders bevorzugt ist in der Ablassöffnung des Ventilgehäuses ein Dämpfungsfilter angeordnet, der zum einem schalldämpfende Eigenschaften für den Vorgang des Entlüftens des Fluidsystems gewährleistet und zum anderen gegebenenfalls während des Entlüftens aus dem Fluidsystem in das Sperrventil transportierte Partikel zurückhält.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vom Handgriff und dem Ventilgehäuse gebildete Zwangsführung als Kulissenführung derart ausgebildet ist, dass der Handgriff in der Schließstellung einen maximalen Abstand zum Ventilgehäuse einnimmt und dass der Handgriff in der Öffnungsstellung einen minimalen Abstand zum Ventilgehäuse einnimmt. Die als Kulissenführung ausgebildete Zwangsführung basiert auf der formschlüssigen Wechselwirkung einer Nut und eines in die Nut eingreifenden Vorsprungs. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Vorsprung am Handgriff ausgebildet ist, während die Nut am Ventilgehäuse ausgebildet ist. Dabei ist die Kulissenführung so gestaltet, dass der Handgriff in der Öffnungsstellung einen minimalen Abstand zum Ventilgehäuse einnimmt, wodurch die Bohrung im Handgriff zumindest nahezu vollständig, insbesondere vollständig, durch den in axialer Richtung abragenden Vorsprung des Ventilglieds ausgeführt wird und ein Einbringen eines Gegenstands, insbesondere eines Bügels eines Bügelschosses, in der Öffnungsstellung verhindert wird. Durch diese Maßnahme wird eine Arretierung des Sperrventils in der Öffnungsstellung verhindert, so dass in jedem Zeitpunkt ein rasches Auftrennen der fluidisch kommunizierenden Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des Sperrventils gewährleistet ist, was insbesondere in einer Notfallsituation von Vorteil ist.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kulissenführung von einem Vorsprung am Handgriff, der in radialer Richtung abragt sowie von einer L-förmig verlaufenden Nut an einer, insbesondere zylindermantelförmigen, Innenoberfläche der Betätigungsausnehmung im Ventilgehäuse gebildet wird. Beispielhaft ist am Handgriff, insbesondere an einem unabhängig vom Abstand zwischen Handgriff und Ventilgehäuse stets in der Betätigungsausnehmung aufgenommenen Kragenabschnitt des Handgriffs, ein in radialer Richtung nach außen abragender, insbesondere kreisringabschnittsförmiger, Vorsprung ausgebildet. Ferner ist an einer Innenoberfläche der Betätigungsausnehmung eine Nut ausgebildet, die L-förmig verläuft, insbesondere in einer die Ventilachse umfassenden Projektionsebene eine L-förmige Projektionskontur aufweist, und die für eine formschlüssige Aufnahme des Vorsprungs vorgesehen ist. Die L-Form der Nut wird durch einen parallel zur Ventilachse ausgerichteten ersten Nutabschnitt sowie durch einen quer zur Ventilachse ausgerichteten und kreisbogenabschnittsförmig koaxial zur Ventilachse in die Innenoberfläche der Betätigungsausnehmung eingebrachten zweiten Nutabschnitt bestimmt. Dabei gewährleistet der erste Nutabschnitt eine axiale Zwangsführung für den Handgriff gegenüber dem Ventilgehäuse. Ferner schließt sich der zweite Nutabschnitt derart an den ersten Nutabschnitt an, dass eine Schwenkbewegung des Handgriffs gegenüber dem Ventilgehäuse nur dann ermöglicht wird, wenn der Handgriff einen minimalen Abstand gegenüber dem Ventilgehäuse einnimmt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste Nutabschnitt wendelförmig profiliert ist, so dass eine Annäherung des Handgriffs an das Ventilgehäuse als Überlagerung einer Linearbewegung und einer Schwenkbewegung vollzogen wird. In jedem Fall wird durch die Zwangsführung gewährleistet, dass eine Schwenkbewegung des Handgriffs gegenüber dem Ventilgehäuse zunächst voraussetzt, dass die Bohrung im Handgriff frei von Gegenständen ist, da ansonsten der axial abragende Vorsprung am Ventilglied nicht in die Bohrung eintauchen kann, was für die Annäherungsbewegung des Handgriffs an das Ventilgehäuse zwingend erforderlich ist.
-
Vorteilhaft ist es, wenn der axial abragende Vorsprung des Ventilglieds derart ausgebildet ist, dass er die Bohrung im Handgriff in der Schließstellung zumindest nahezu vollständig freigibt und in der Öffnungsstellung zumindest nahezu vollständig, insbesondere vollständig, durchsetzt. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein Arretieren des Handgriffs lediglich in der Schließstellung möglich ist, während in der Öffnungsstellung keine Arretierung des Handgriffs ermöglicht wird.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Mündungsöffnung des erster Fluidkanalabschnitts in den Ventilraum und eine Mündungsöffnung des zweiten Fluidkanalabschnitts in den Ventilraum jeweils von einer umlaufenden Nut zur Aufnahme eines Dichtrings umgeben sind, der zur Abdichtung zwischen dem zwischen dem Ventilgehäuse und einer kreiszylindrischen Außenoberfläche des Ventilglieds ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird eine abdichtende Verbindung der beiden Fluidkanalabschnitte gegenüber dem Ventilglied gewährleistet, so dass ein Austreten von Fluid aus dem ersten Fluidkanalabschnitt, der vorzugsweise mit einer Fluidquelle verbunden ist, in den Ventilraum sowie in die Betätigungsausnehmung verhindert wird. Ferner wird hierdurch auch eine Abdichtung der fluidisch kommunizierenden Verbindung zwischen dem ersten Fluidkanalabschnitt, der Verbindungsbohrung im Ventilglied und dem zweiten Fluidkanalabschnitt in der Öffnungsstellung des Ventilglieds gewährleistet.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Ventilglied und dem Handgriff ein Federmittel angeordnet ist, das eine vom Ventilgehäuse beabstandete Vorzugsstellung für den Handgriff gewährleistet. Die Aufgabe des mit einer Druckvorspannung in das Sperrventil eingebauten Federmittels besteht darin, den Handgriff in der Schließstellung in eine maximal vom Ventilgehäuse beabstandete Vorzugsstellung zu bringen, so dass für die Schwenkbewegung des Ventilglieds stets ein aktives Einleiten einer Betätigungskraft in axialer Richtung auf den Handgriff erforderlich ist, um den Handgriff entgegen der Vorspannung des Federmittels derart an das Ventilgehäuse anzunähern, dass die Schwenkbewegung des Ventilglieds durchgeführt werden kann.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das Federmittel in einem koaxial zur Ventilachse umlaufenden Federschacht des Ventilglieds aufgenommen ist, wobei der Federschacht zumindest bereichsweise von radial außenliegend angeordneten und zungenförmig längs der Ventilachse abragenden Führungszungen begrenzt ist, die jeweils längs der Ventilachse ausgerichtete und in axialer Richtung endseitig durch Radialstege begrenzte Führungsnuten aufweisen, in die jeweils radial nach innen abragende Führungsvorsprünge des Handgriffs eingreifen. Die Aufgabe der Führungszungen am Ventilglied sowie der Führungsvorsprünge am Handgriff besteht darin, eine linearbewegliche Lagerung des Handgriffs gegenüber dem Ventilglied zu gewährleisten und gleichzeitig eine Drehmomentübertragung zwischen Handgriff und Ventilglied zu ermöglichen. Ferner dienen die Radialstege zur axialen Begrenzung der Linearbewegung des Handgriffs gegenüber dem Ventilglied, insbesondere sowohl bei einem minimalen Abstand des Handgriffs gegenüber dem Ventilgehäuse als auch bei einem maximalen Abstand des Handgriffs gegenüber dem Ventilgehäuse.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Sperrventils mit einem aus zwei Gehäusehälften gebildeten Ventilgehäuse und einem beweglich am Ventilgehäuse gelagerten Handgriff,
- 2 das Sperrventil gemäß der 1 mit einer abgenommenen Gehäusehälfte,
- 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Steuerventils gemäß der 1,
- 4 eine Schnittdarstellung des Sperrventils in der Schließstellung, und
- 5 eine Schnittdarstellung des Sperrventils in der Öffnungsstellung.
-
Ein in der 1 dargestelltes Sperrventil 1 ist zur Verwendung zwischen einer nicht näher dargestellten Fluidquelle und einem ebenfalls nicht näher dargestellten Fluidsystem vorgesehen und zur teilweisen Sperrung oder Freigabe einer fluidisch kommunizierenden Verbindung zwischen der Fluidquelle und dem Fluidsystem ausgebildet. Hierzu umfasst das Sperrventil 1 ein Ventilgehäuse 2, das rein exemplarisch aus einem ersten Gehäuseteil 3 und einem zweiten Gehäuseteil 4 gebildet ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die beiden Gehäuseteile 3, 4 als Gleichteile mit identischer Geometrie ausgebildet sind. Jedes der Gehäuseteile 3, 4 ist an einer in der 1 nur für das Gehäuseteil 3 sichtbaren Seitenfläche 5 mit einer Anschlussöffnung 6 versehen. Wie auch aus der 2 zu ersehen ist, handelt es sich bei der in 1 sichtbaren Anschlussöffnung 6 um einen Ausgangsanschluss 8, während die gemäß der Darstellung der 1 rückseitig am zweiten Gehäuseteil 4 ausgebildete Anschlussöffnung einen beispielsweise in der 3 näher dargestellten Eingangsanschluss 7 bildet.
-
Ferner umfasst das Sperrventil 1 einen Handgriff 9, der in eine von den Gehäuseteilen 3 und 4 gebildete Betätigungsausnehmung hineinragt und der für eine Einleitung einer Schwenkbewegung auf einem im Ventilgehäuse 2 drehbeweglich aufgenommen ist und in den 2 bis 5 näher dargestelltes Ventilglied 11 vorgesehen ist. Dabei sind das Ventilgehäuse 2 und das Ventilglied 11 derart aufeinander abgestimmt, dass in Abhängigkeit von einer Schließstellung des Ventilglieds 11 um eine Schwenkachse 12, die auch als Ventilachse bezeichnet wird, eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8 wahlweise freigegeben oder blockiert werden kann.
-
Wie nachstehend, insbesondere im Zusammenhang mit der 3, näher ausgeführt wird, sind die Gehäuseteile 3 und 4 dazu vorgesehen, mit mehreren Verbindungsschrauben 15 sowie zugehörigen Verbindungsmuttern 16 miteinander verbunden zu werden. Rein exemplarisch weisen die Gehäuseteile 3, 4 hierzu benachbart zu den Seitenflächen 5 entsprechende Bohrungen 17 auf.
-
Wie aus der Darstellung der 1 zu entnehmen ist, umfasst der Handgriff 9 eine Bohrung 18, deren Bohrungsachse 19 rein exemplarisch quer zur Schwenkachse 12 ausgerichtet ist, wobei die Bohrung 18 ebenfalls rein exemplarisch einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Ferner ist der Handgriff 9 mit einer Ausnehmung 19 versehen, die zum einen mit einer konstanten, insbesondere rechteckigen, Profilierung längs der Schwenkachse 12 ausgebildet ist und die zum anderen in die Bohrung 18 mündet. Wie aus den 1 und 2 erkennbar ist und nachstehend im Zusammenhang mit den 4 und 5 näher erläutert wird, ragt in die Ausnehmung 19 ein Vorsprung 20 des Ventilglieds 11 hinein. Eine axiale Erstreckung des Vorsprungs 20 ist derart bemessen, dass er bei einem maximalen Abstand 21 zwischen Handgriff 9 und Ventilgehäuse 2, in der 1 beispielhaft zwischen einer Unterkante 22 des Handgriffs 9 und einer Oberfläche 23 des Ventilgehäuses 2 eingetragen, nicht in die Bohrung 18 eingreift, jedoch bei einer axialen Annäherungsbewegung des Handgriffs 9 an das Ventilgehäuse 2 die Bohrung 18 zunehmend ausfüllt. Ferner ist eine nachstehend näher erläuterte Zwangsführung zwischen dem Handgriff 9 und dem Ventilgehäuse 2 vorgesehen. Diese Zwangsführung ist derart ausgebildet, dass eine Schwenkbewegung des Ventilglieds 11 zwischen einer Schließstellung, in der keine kommunizierende Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8 vorliegt, und einer Öffnungsstellung, in der eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8 vorliegt, nur für den Fall möglich ist, dass kein Gegenstand in der Bohrung 18 des Handgriffs 9 angeordnet ist. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass der Handgriff 9, das Ventilglied 11 sowie das Ventilgehäuse 2 derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Blockierung der Bohrung 18, beispielsweise durch einen Bügel eines Bügelschlosses, eine Schwenkbewegung des Ventilglieds 11 um die Schwenkachse 12 aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung verhindert wird.
-
Wie aus der Darstellung der 3 entnommen werden kann, umfasst jedes der rein exemplarisch als geometrisch identische Gleichteile ausgebildeten Gehäuseteile 3, 4 einen zentral angeordneten Ventilgehäusebereich 24 und beidseitig an dem Ventilgehäusebereich 24 angrenzende Befestigungsbereiche 25, 26. Der Ventilgehäusebereich 24 dient zur schwenkbeweglichen Aufnahme des Ventilglieds 11 im Ventilgehäuse 2 und gewährleistet ferner die Fluidführung im Ventilgehäuse 2 zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8. Rein exemplarisch wird der Ventilgehäusebereich 24 durch mehrere jeweils koaxial zur Ventilachse 12 ausgerichtete und axial aneinandergrenzende Wandabschnitte 29, 30, 31 und 32 gebildet. An einem unteren Ende des Ventilgehäusebereichs 24, der an den Wandabschnitt 32 angrenzt, bilden die Gehäuseteile 3, 4 einen kreisringförmigen Aufnahmeschacht 27, in dem ein kreisscheibenförmiger Dämpfungsfilter 28 aufgenommen ist und der als Ablassöffnung 82 dient.
-
Beispielhaft ist vorgesehen, dass jeder der Wandabschnitte 29, 30, 31 und 32 beispielhaft jeweils als halber Zylindermantel ausgebildet ist. Ferner ist rein exemplarisch vorgesehen, dass die Wandabschnitte 29, 30, 31 und 32 unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
-
Dabei dient der Wandabschnitt 30 als umlaufende Anlagefläche für einen am Ventilglied 11 zwischen einem Ringbund 33 und einem Ringbund 34 aufgenommenen Rundschnur-Dichtring 35, wodurch ein vom Wandabschnitt 31 bestimmter Ventilraum 36 fluidisch von einer Betätigungsausnehmung 10 abgetrennt wird, die vom Wandabschnitt 29 bestimmt wird. Dabei weist der Wandabschnitt 31 des Ventilraums 36 einen geringeren Durchmesser als die Wandabschnitte 30 und 32 auf.
-
Der Wandabschnitt 32 bildet eine ringförmig umlaufende Führungsnut 37 für einen endseitig am Ventilglied 11 ausgebildeten Ringbund 38. Das Ventilglied 11 ist an einer rein exemplarisch kreisringförmig ausgebildeten Stirnfläche 39 beispielhaft mit insgesamt vier jeweils geometrisch identisch ausgebildeten und bezüglich der Schwenkachse 12 um 90 Grad versetzten wellenförmigen Vorsprüngen 40 versehen. Die Vorsprünge 40 sind korrespondierend zu den Vorsprüngen 42 einer axialen Stirnfläche 41 der Gehäuseteile 3, 4 ausgebildet und bestimmen insgesamt vier Vorzugsstellungen für die rotatorische Position des Ventilglieds 11 gegenüber den Gehäuseteilen 3, 4, wobei in der vorliegenden Ausführungsform des Sperrventils 1 lediglich zwei Vorzugsstellungen genutzt werden.
-
In den Wandabschnitt 31 mündet ein von der jeweiligen Anschlussöffnung 6, also dem Eingangsanschluss 7 bzw. dem Ausgangsanschluss 8, ausgehender Fluidkanalabschnitt 43 bzw. 44 in den Ventilraum 36. Ferner ist in dem Wandabschnitt 31 eine Ringnut 45 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Rundschnur-Dichtrings 46, 47 ausgebildet ist. Jeder der Rundschnur-Dichtringe 46, 47 ist für eine abdichtende Anlage an einer Zylindermantelfläche 48 des Ventilglieds 11 vorgesehen.
-
Der Wandabschnitt 29 ist mit einer nutartigen Ausnehmung 51 versehen, die zusammen mit einem in radialer Richtung nach außen vom Handgriff 9 abragenden Vorsprung 52, 53 eine Zwangsführung für eine Relativbewegung des Handgriffs 9 gegenüber dem Ventilgehäuse 2 gewährleistet. Rein exemplarisch sind die Ausnehmungen 51 und die Vorsprünge 52, 53 so gestaltet, dass sie eine vorgebbare Abfolge einer linearen Annäherungsbewegung für den Handgriff 9 gegenüber dem Ventilgehäuse 2 und einer nachfolgenden Schwenkbewegung des Handgriffs 9 gegenüber dem Ventilgehäuse 2 um die Ventilachse 12 ermöglichen, sobald der Handgriff 9 im Zuge der linearen Annäherungsbewegung einen minimalen Abstand gegenüber dem Ventilgehäuse 2 einnimmt.
-
Das Ventilglied 11 umfasst eine rein exemplarisch eine zweiflutig ausgebildete, quer zur Ventilachse 12 ausgerichtete Verbindungsbohrung 53, die bei Montage des Ventilglieds 11 in die Gehäuseteile 3 und 4 in Abhängigkeit von einer Schwenkstellung des Ventilglieds 11 um die Schwenkachse 12 in Überdeckung mit Mündungsöffnungen 54, 55 der Fluidkanalabschnitte 43, 44 gebracht werden kann. Ferner ist im Ventilglied 11 mit einem Versatz von 90 Grad zur Verbindungsbohrung 53 eine Ablassbohrung 56 quer zur Ventilachse 12 eingebracht, die in fluidisch kommunizierender Verbindung mit einer Axialbohrung 57 des Ventilglieds 11 steht, wie dies insbesondere in 5 näher dargestellt ist. Der Vorsprung 20 des Ventilglieds 11 erstreckt sich in axialer Richtung ausgehend von einem Bereich kurz oberhalb der Verbindungsbohrung 53 bis zu einer Stirnfläche 58, wobei der Vorsprung 20 von einer rein exemplarisch rechteckig profilierten und längs der Schwenkachse 12 erstreckten Ausnehmung 59 durchsetzt ist. Angrenzend an die Stirnfläche 58 ist der Vorsprung 20 mit rein exemplarisch rechtwinklig zueinander ausgerichteten Planflächen 60 versehen, die an die Ausnehmung 19 im Handgriff 9 angepasst sind und hierdurch eine Drehmomentübertragung zwischen dem Handgriff 9 und dem Ventilglied 11 ermöglichen.
-
Ferner umfasst das Ventilglied 11 konzentrisch zur Schwenkachse 12 angeordnete, kreissegmentabschnittsförmig profilierte Führungszungen 61, die jeweils mit paarweise parallel zueinander ausgerichteten, im wesentlichen U-förmigen und in radialer Richtung nach außen offener Führungsnuten 62 versehen sind, die in axialer Richtung durch Radialstege 63, 64 begrenzt sind. Am Handgriff 9 sind zu den Führungsnuten 62 korrespondierende Führungsvorsprünge 65 ausgebildet, die in radialer Richtung nach innen abragen, wie dies aus der Detaildarstellung der 3 hervorgeht. Die Führungsvorsprünge 65 gewährleisten mit den Führungsnuten 62 eine linearbewegliche und drehfeste Lagerung des Handgriffs 9 am Ventilglied 11.
-
Zwischen dem Vorsprung 20 und den Radialstegen 63, 64 ist ein rein exemplarisch kreisringförmiger Federschacht 66 ausgebildet, in dem eine Druckfeder 67 aufgenommen ist. Die Druckfeder 67 stützt sich jeweils endseitig an einer Kreisringfläche 68 des Ventilglieds 11 und an einer Stirnfläche 69 des Handgriffs 9 ab und ist derart dimensioniert, dass sie auch bei einem maximalen Abstand zwischen dem Handgriff 9 und dem Ventilgehäuse 2 eine innere Vorspannung aufweist, so dass der Handgriff 9 stets mit einer Kraft beaufschlagt ist, die ihn vom Ventilgehäuse 2 entfernt.
-
Die Befestigungsbereiche 25, 26 des Ventilgehäuses 2 sind jeweils mit zwei Aufnahmehülsen 73, 74 versehen, die über zugeordnete Verstärkungsstege 75 an Außenwänden 76, 77 und 78 des Ventilgehäuse 2 abgestützt sind. Die Aufnahmehülsen 73, 74 sind ausgehend von einer Gehäusetrennebene 79, die von den einander gegenüberliegenden Gehäuseteilen 3 und 4 des Ventilgehäuses 2 bestimmt wird jeweils abschnittsweise kreiszylindrisch und daran anschließend jeweils abschnittsweise sechseckig ausgebildet, so dass sie sowohl zur drehbeweglichen Aufnahme von Schraubenköpfen 80 der Verbindungsschrauben 15 als auch zur drehfesten Aufnahme der Verbindungsmuttern 16 dienen können.
-
Wie aus der Darstellung der 4 hervorgeht, die die Schließstellung für das Steuerventil 1 zeigt, befindet sich der Handgriff 9 aufgrund der Federwirkung der Druckfeder 67 in einer axialen Position, in der ein maximaler Abstand 21 zwischen dem Handgriff 9 und dem Ventilgehäuse 2 vorliegt. Ferner ist die Bohrung 18 im Handgriff 9 in dieser axialen Position nicht vor Vorsprung 20 des Ventilglieds 11 durchsetzt, so dass ein Gegenstand, beispielsweise ein lediglich gestrichelt im Schnitt dargestellter Bügel 81 eines nicht näher dargestellten Bügelschlosses, in der Bohrung 18 aufgenommen werden kann. Ferner befindet sich das Ventilglied 11 aufgrund der formschlüssigen Verbindungen mit dem Handgriff 9, die insbesondere durch die geometrischen Übereinstimmungen zwischen der Ausnehmung 19 und dem Endbereich (Planflächen 60) des Vorsprungs 20 sowie der Führungszungen 61 und der Führungsvorsprünge 65 bestimmt wird, in einer rotatorischen Position, in der keine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen den Fluidkanalabschnitten 43 und 44 vorliegt. Vielmehr ist die Verbindungsbohrung 53 quer zu den Fluidkanalabschnitten 43 und 44, die normal zur Darstellungsebene der 4 und 5 ausgerichtet sind, ausgerichtet. Die zueinander korrespondierenden Vorsprünge 40 des Ventilglieds 11 und 42 der Gehäuseteile 3 und 4 gewährleisten aufgrund ihrer Formschlusswirkung zusammen mit der Druckkraft der Druckfeder 67 eine zuverlässige Ausrichtung des Ventilglieds 11 um die Schwenkachse 12.
-
Aufgrund der Zwangsführung des Handgriffs 9 in den beiden Gehäuseteilen 3 und 4, die durch die Wechselwirkung der Vorsprünge 52 am Handgriff 9 mit den nutartigen Ausnehmungen 51 im Wandabschnitt 29 gewährleistet wird, ist lediglich eine axiale Verlagerung des Handgriffs 9 und der Reduzierung des Abstands 21 gegenüber dem Ventilgehäuse 2 möglich, während eine Schwenkbewegung des Handgriffs 9 relativ zum Ventilgehäuse 2 aufgrund der L-förmigen Ausgestaltung der Ausnehmungen 51 verhindert wird.
-
Sofern die Bohrung 18 nicht von einem Gegenstand, beispielsweise einem Bügel 81 eines nicht dargestellten Bügelschlosses blockiert ist, führt eine von einem Benutzer in axialer Richtung auf eine Betätigungsfläche 84 des Handgriffs 9 eingeleitete Betätigungskraft bei ausreichendem Betrag zu einer elastischen Deformation der Druckfeder 67. Damit einher geht eine lineare Annäherungsbewegung des Handgriffs 9 an das Ventilgehäuse 2 sowie ein Eindringen des in der Ausnehmung 19 des Handgriffs 9 schiebebeweglich aufgenommenen Vorsprungs 20 in die Bohrung 18. Sobald die Vorsprünge 52 am Handgriff 9 auf dem Niveau der kreisringförmigen Abschnitte 85 der Ausnehmungen 51 liegen, kann eine Schwenkbewegung des Handgriffs 9 und eine damit gekoppelte Schwenkbewegung des Ventilglieds 11 um die Schwenkachse 12 bewirkt werden. Im Zuge dieser Schwenkbewegung gleiten die Vorsprünge 40 auf den Vorsprüngen 42 ab, wodurch es zu einer weiteren elastischen Deformation der Druckfeder 67 kommt. Durch die Schwenkbewegung des Handgriffs 9 und des Ventilglieds 11 um die Schwenkachse 12 gelangt die rein exemplarisch zweiflutig ausgebildete Verbindungsbohrung 53 in Überdeckung mit den Mündungsöffnungen 54, 55 der Fluidkanalabschnitte 43, 44, wie dies in der 5 dargestellt ist, wodurch eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8 hergestellt wird. Hierdurch kann eine Fluidversorgung eines nicht dargestellten Fluidsystems durch eine ebenfalls nicht dargestellte Fluidquelle unter Zwischenschaltung des Steuerventils 1 ermöglicht werden.
-
Für eine Trennung der fluidisch kommunizierenden Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8 des Steuerventils 1 ist eine Schwenkbewegung des Handgriffs 9 und des drehfest damit gekoppelten Ventilglieds 11 aus der in 5 dargestellten Öffnungsstellung in die Schließstellung gemäß der 4 vorgesehen. Im Zuge dieser Schwenkbewegung, die für den Handgriff aufgrund der Zwangsführung mit den Gehäuseteilen 3 und 4 zunächst als reine Verschwenkung um die Schwenkachse 12 stattfindet, wird die Überdeckung der Verbindungsbohrung 53 mit den Fluidkanalabschnitten 43, 44 aufgehoben und damit die fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 7 und dem Ausgangsanschluss 8 unterbrochen. Sobald der Handgriff 9 diejenige Schwenkposition erreicht, in der aufgrund Zwangsführung zwischen dem Vorsprung 52 und der Ausnehmung 51 und der Vorspannung der Druckfeder 67 eine axiale Entfernungsbewegung des Handgriffs 9 vom Ventilgehäuse 2 stattfinden kann, gelangt die Ablassbohrung 56 in Überdeckung mit dem Fluidkanalabschnitt 44, der dem Ausgangsanschluss 8 zugeordnet ist. Dementsprechend kann ein Fluidstrom vom Ausgangsanschluss 8 über den Fluidkanalabschnitt 44 in die Ablassbohrung 56 und von dort mittels der Axialbohrung 57 bis zum Dämpfungsfilter 28 strömen und von dort aus in die Umgebung des Sperrventils 1 abgegeben werden.
