-
Ventil mit einem durch eine Exzenterwelle bewegbaren hülsenartigen
zylindrischen Verschlußstück aus elastischem Material Die Erfindung betrifft ein
Ventil mit einem im wesentlichen hülsenartigen zylindrischen Verschlußstück aus
elastischem Material, das abdichtend mit dem bzw. den freien Enden am Ventilgehäuse
befestigt und damit undrehbar gehalten ist und in das Gehäuse hineinragt, so daß
um das Verschlußstück zwischen diesem und dem Ventilgehäuse ein Durchlaß gebildet
wird, wobei das Verschlußstück mittels einer Exzenterwelle über einen in ihm befindlichen,
in Höhe des Gehäusesitzes angeordneten Anpreßkörper zum Anlegen an den in der Seitenwand
des Ventilgehäuses vorhandenen Ventilsitz quer zu seiner Achse bewegbar ist.
-
Der Erfindung liegt als Hauptaufgabe die Schaffung einer wesentlich
vereinfachten Bauweise derartiger Ventile zugrunde, wodurch jedes Führungselement
für den Anpreßkörper entbehrlich wird.
-
Ventile der eingangs angeführten Art sind an sich bekannt und weisen
durch das Fehlen von Stopfbuchsen (Leckfreiheit) geringe Stellkräfte zum Schließen
und durch einen glatten, nur geringe Druckverluste verursachenden Strömungsweg wertvolle
Eigenschaften auf.
-
Jedoch sind beispielsweise bei einer bekannten Vorrichtung zusätzliche
Führungselemente für den Anpreßkörper erforderlich, während bei einer anderen die
geradlinige Bewegung des Anpreßkörpers durch eine Führungsbohrung in einem zusätzlichen
Einsatzkörper erreicht werden soll. Ein weiterhin bekanntes Ventil zeigt einen Anpreßkörper,
der durch eine besondere Führungsfläche auf einer Nabe geradlinig geführt wird.
-
Demgegenüber ist das Ventil nach der Erfindung in wesentlich einfacherer
Weise so ausgebildet, daß der Anpreßkörper mit dem zylindrischen Verschlußstück
fest verbunden ist.
-
Der freie ringförmige Teil des Verschlußstückes, ist undrehbar und
an der Innenwand des Gehäuses an einer axial vom Ventilsitz entfernten Stelle abdichtend
befestigt. Die Betätigungsmittel für das Verschlußstück, z. B. eine Kurbelwelle,
ein Kurbelzapfen oder ein Exzenter, erstrecken sich von außen her in den Anpreßkörper
und bewegen diesen mit dem Verschlußstück im Ventilgehäuse auf den Ventilsitz zu
oder von ihm fort.
-
Vorzugsweise bestehen der Anpreßkörper und das Verschlußstück aus
einem Stück aus dem gleichen elastischen Material, wie beispielsweise natürlichem
oder synthetischem Gummi. Das Verschlußstück und der Anpreßkörper können jedoch
auch aus einzelnen miteinander verbundenen Teilen oder einem chemisch homogenen
Material mit örtlich unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften bestehen. Im
Anpreßkörper können zu seiner Verstärkung oder zum Bilden von Lagerflächen für die
Betätigungsmittel Metalleinsätze vorgesehen werden.
-
Um hier eine geradlinige Bewegung des Anpreßkörpers zu erreichen,
ist die Öffnung im Anpreßkörper, in die der Kurbelzapfen oder der Exzenter eingreift,
im rechten Winkel zu der Bewegungsrichtung des Anpreßkörpers erweitert. Obwohl der
freie ringförmige Teil des Verschlußstückes bei der Bewegung des Anpreßkörpers auf
den Sitz zu leicht gebogen werden kann, ist seine Verwindungsstarrheit groß genug,
um ein Sichdrehen des Verschlußstückes im wesentlichen zu verhindern. Da der Kurbelzapfen
für die Bewegung des Anpreßkörpers diesen in einer Richtung parallel zur Achse des
Sitzes angreift und sich dabei jedoch auch frei nach der Seite bewegen kann, folgt
der Anpreßkörper bei seiner Bewegung durch den Kurbelzapfen einer im wesentlichen
geraden Linie. Es hat sich herausgestellt, daß selbst ein verhältnismäßig weiches
Material für das zylindrische Verschlußstück dessen Torsionsverformung verhindert.
-
Die Erfindung wird in der detaillierten Beschreibung an Hand der beispielsweisen,
jedoch nicht beschränkenden, zwei Ausführungsformen der Erfindung darstellenden
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen axialen Schnitt
durch ein Ventil nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in
Fig.1. Fig. 3 einen axialen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform. Das
in Fig. 1 und -2 gezeigte Gehäuse 1 hat eine im wesentlichen zylindrische- Ausnehmung,
von der rechtwinklig sich erstreckende Öffnungen 2 und 3 für Zu- und Abfluß abzweigen.
Die Öffnungen sind zur Aufnahme der Gewindestücke von Leitungen mit Gewinde versehen.
Eine der Öffnungen hat einen Sitz 4, der in der Mantelfläche der zylindrischen Ausnehmung
liegt.
-
Es sei hervorgehoben, daß dieser Ventilsitz auch eine. andere Form,
beispielsweise die Form eines ebenen Ringes, haben kann, die mit einem kugelförmigen
Verschlußstück zusammenwirken kann.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Verschlußstück 6 aus
elastischem Material die allgemeine Form eines Zylinders mit einem mit ihm verbundenen
Anpreßkörper 5. Das Verschlußstück hat einen oberhalb des Anpreßkörpers 5 sich erstreckenden
ringförmigen Teil 6a, dessen freies Ende 7 sich nach außen hin kegelstumpfförmig
verbreitert, das zwischen entsprechend geformten Gegenflächen der zylindrischen
Innenwand 10 des Gehäuses und einem Einsatz 8 undrehbar befestigt ist. Zum sicheren
Halten des Endes 7 hat der Einsatz 8 einen inneren Abschnitt 9 mit einer nach oben
und nach unten divergierenden Doppelkegelform. Der obere Kegelabschnitt hat einen
Durchmesser, der etwas größer ist als der Innendurchmesser des Endes 7, so daß nach
dem Zusammenfügen der Teile das Ende 7 zwischen dem oberen Kegelabschnitt und der
zylindrischen Innenwand 10 des Gehäuses zusammengedrückt wird, wodurch das Ende
7 unbeweglich festgelegt wird.
-
Es sei bemerkt, daß das Einklemmen des Endes 7 nur durch die gegenseitigen
radialen Abmessungen des Kegelabschnittes 9 des Einsatzes 8 und der Innenwand 10
des Gehäuses 1 bestimmt wird. Die axiale Lage des Einsatzes 8 ist also von zweitrangiger
Bedeutung, was weitgehend die Herstellung des Ventils vereinfacht und die axiale
Befestigung des Einsatzes 8 zwischen einem ringförmigen aufgeschlitzten Befestigungsteil
11 und einer Schulter an der zylindrischen Innenwand 10 des Gehäuses gestattet.
-
Der untere Teil des doppelkegeligen Abschnittes 9 des Einsatzes 8
hat den Zweck, daß der freie ringförmige Teil 6 bei der Hin- und Herbewegung des
Anpreßkörpers 5 durch seine Betätigungsmittel ungehindert radial verformt werden
kann.
-
Das Mittel zum Verschieben des Anpreßkörpers 5 ist eine im Einsatz
8 gelagerte Kurbelwelle 12. Die Kurbelwelle 12 ragt aus dem Ventil heraus und hat
einen Griff 13. Der Kurbelzapfen 14 der Kurbelwelle 12 paßt in eine im Anpreßkörper
5 vorhandene öffnung 15 hinein. Diese Öffnung 15 ist, wie im wesentlichen in Fig.
2 gezeigt, im rechten Winkel zur Bewegungsachse des Anpreßkörpers erweitert. Infolgedessen
kann sich der Kurbelzapfen 14 bei seiner Drehung mit der Kurbelwelle 12 in der Öffnung
15 frei seitwärts bewegen. Infolge der vorstehend erwähnten hohen Verwindungsstarrheit
des freien ringförmigen Teiles 6 und seines eigenen niedrigen Elastizitätsmoduls
bewegt sich der Anpreßkörper 5 im wesentlichen geradlinig auf den Sitz 4 zu und
von diesem fort. Die Öffnung 15 ist vorzugsweise mit einem Metallfutter 16 versehen.
In Fig. 2 ist der Kurbelzapfen 14 mit Hilfe von voll ausgezogenen und gestrichelten
Linien in drei unterschiedlichen Stellungen A, B und C dargestellt. A bedeutet die
geschlossene Stellung des Ventils und C seine vollständig geöffnete Stellung. Zwischen
diesen beiden Stellungen ist eine dritte Mittelstellung B gezeigt, in der sich das
Verschlußstück 6 in einem nicht gespannten Zustand befindet und konzentrisch zur
zylindrischen Innenwand 10 des Gehäuses liegt. In Fig. 1 und 2 sind die voll ausgezogenen
und gestrichelten, die entsprechenden Stellungen des Außenumfanges des dem Anpreßkörper
5 gegenüberliegenden Teiles des Verschlußstückes 6 darstellenden Kreise mit
A', B' bzw. C bezeichnet. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung
liegt darin, daß der Anpreßkörper 5 sich durch die Kurbelwelle aus seiner ungespannten
Mittelstellung in die geschlossene bzw. vollständig geöffnete Stellung nach beiden
Seiten um gleiche Strecken bewegt, wodurch der freie ringförmige Teil 6 a nur geringen
Verformungen von im wesentlichen gleichem Ausmaße ausgesetzt ist.
-
Es sei bemerkt, daß die Öffnung 15 für den Kurbelzapfen 14 nicht unbedingt
konzentrisch im Anpreßkörper angeordnet sein muß, sondern in der Bewegungsrichtung
des Körpers verlegt werden kann. Beim Zusammenbau der Teile des Ventils wird die
Kurbelwelle so auf eine geeignete Winkelstellung eingestellt, daß sie mit ihrem
Kurbelzapfen in die öffnung 15 hineinpaßt.
-
Der Abstand zwischen der Umfangsfläche des. Verschlußstückes und dem
Sitz 4 hängt in seiner Anbringungsstellung B von der Lage der Öffnung 15 und dem
Zusammenpressen des Verschlußstückes an seinem Sitz 4 ab. Durch eine passende Anordnung
der Öffnung 15 kann der Sitz 4 so gelegt werden, daß er mit der zylindrischen Innenwand
10 des Gehäuses 1, gegen die das Ende 7 des Verschlußstückes 6 festgeklemmt wird,
zusammenfällt, wodurch das Ausarbeiten des Sitzes 4, beispielsweise bei seiner Fertigung
auf der Werkzeugmaschine, weitgehend erleichtert wird.
-
In den Fig. 1 und 2 fällt der Ventilsitz 4 mit der Innenwand 10 des
Gehäuses zusammen.
-
Falls das Verschlußstück, wie in Fig. 1 gezeigt, nur einseitig eingespannt
ist, hat der Druck des im Ventilgehäuse vorhandenen strömungsfähigen Mediums das
Bestreben, das Verschlußstück 6 und den Anpreßkörper 5 nach oben zu drücken. Zum
axialen Halten des Anpreßkörpers 5 während dieses Drukkes ist die Kurbelwelle 12
mit einer breiten Unterseite versehen, die sich gegen die ebene Oberseite des Anpreßkörpers
5 legt.
-
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die in ihrem Prinzip der in Fig.
1 und 2 gezeigten Ausführungsform gleich ist. Entsprechende Teile haben die gleichen
Bezugsziffern, wie in Fig. 1 und 2 unter Hinzufügung des Zeichens ('). Diese Ausführungsform
ist mit einem zentralen Anpreßkörper 5' versehen, wobei das Verschlußstück beidseitig
ringförmige Teile 6a' hat, die mit erweiterten (wie im Zusammenhang mit Fig. 1 und
2 beschrieben), gegen die zylindrische Innenwand des Gehäuses geklemmten Enden 7'
versehen ist. Der Kurbelzapfen 14' der Kurbelwelle 12' hat einen mit der Kurbelwelle
12' koaxialen, nach unten gerichteten Fortsatz 17', der in einem durch ein Befestigungsteil
11' gehaltenen unteren Einsatz 8'
gelagert ist. Mit Hilfe dieser
Bauweise ist der zentrale Anpreßkörper 5' aus elastischem Material keinerlei aus
dem in dem Ventildurchlaß vorhandenen strömungsfähigen Medium herrührenden axialen
Kräften ausgesetzt. Außerdem ist die Kurbelwelle 12',14',17' an beiden Enden gelagert.