DE19847294C2 - Balg zur Abdichtung einer Ventilstangendurchführung in einem Hubventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Balg zur Abdichtung einer Ventilstangendurchführung in einem Hubventil, insbesondere ausgebildet als Faltenbalg oder Wellrohr, wobei das Hubventil mit einem mit einer ventilgehäuseseitigen Sitzfläche zusammenwir­ kenden Verschlußteil ausgestattet ist, das über eine Ventilstange mit einem Stell­ antrieb verbunden ist, mit dem Balg, der die Ventilstange koaxial umschließt, der einerseits mit dem Verschlußteil verbunden ist und der andererseits an seinem freien Ende einen Anschlußflansch mit einer konischen Dichtfläche aufweist, die gegen eine komplementäre Ringsitzfläche des Gehäuses anliegt und wobei das Verschlußteil, der Balg und sein Anschlußflansch eine einstückige, auswechsel­ bare Schließglied-Einheit bilden.

Ein Balg der gattungsgemäßen Art findet Verwendung in Hubventilen, die vor­ zugsweise als Absperrventile ausgeführt und entsprechend eingesetzt werden. Dabei ist wenigstens eine Komponente der Öffnungs- und Schließbewegung des Verschlußteils senkrecht zu den Abschlußflächen, den Sitzflächen, gerichtet. Die Durchführung der das Verschlußteil betätigenden Ventilstange durch das Ventil­ gehäuse wird mit einem Balg überbrückt, der die Ventilstange konzentrisch um­ schließt. Dieser Balg, der als Faltenbalg (DE 32 15 799 C2), Wellrohr oder Mem­ bran (EP 0 508 658 B1) ausgebildet sein kann, erstreckt sich in der Regel vom Verschlußteil bis zu jenem Bereich des Ventilgehäuses, welches von der Ventil­ stange durchdrungen ist.

Eine derartige Ventilstangenabdichtung mittels eines Balges hat den Vorteil, daß kein Dichtungsspalt zwischen der in axialer Richtung verschieblichen Ventilstange und dem ortsfesten Ventilgehäuse vorhanden ist, in den durch die Relativbewe­ gung der Ventilstange gegenüber dem Ventilgehäuse eine Produktverschleppung stattfinden kann. Es ist bekannt, daß derartige Dichtungsspalte sanitäre Problem­ zonen darstellen, in denen Bakterien- oder Keimbildung stattfinden kann, wodurch dann infolge der Ventilstangenbewegung, des sog. "Fahrstuhleffektes", Reinfek­ tionen des Produktes im Ventilgehäuse hervorgerufen werden können.

Für hohe sanitäre Ansprüche, insbesondere im Aseptikbereich der Pharma-, Chemie- oder Nahrungsmittelindustrie, ist die Anwendung eines Balges zur Ab­ dichtung einer Ventilstangendurchführung obligatorisch. Aus der vorgenannten DE 32 15 799 C2 ist ein aseptisches Ventil bekannt, das ein mit einem konischen Sitz in einem Ventilgehäuse zusammenwirkendes Verschlußteil mit entsprechen­ der Ringdichtfläche aufweist, wobei das Verschlußteil über eine Spindel an einem Stellantrieb angeschlossen ist und mit einem die Spindel koaxial umgebenden, die Spindelabdichtung bildenden Faltenbalg verbunden ist, der an seinem freien Ende einen zwischen dem eigentlichen Ventilgehäuse und einer Ventillaterne einspannbaren Anschlußflansch mit einer konischen Dichtfläche aufweist, die ge­ gen eine komplementäre Ringsitzfläche des Gehäuses anliegt, wobei das Ver­ schlußstück, der Faltenbalg und sein Anschlußflansch eine als Ganzes auswech­ selbare, nach oben offene, rotationssymmetrische Ersatz-Einheit bilden. Dabei ist diese sog. Ersatz-Einheit aus einem Polytetrafluorethylen-Werkstoff (PTFE, bei­ spielsweise Teflon) hergestellt, der hohe Elastizität, chemische Widerstandsfä­ higkeit und eine lange Lebensdauer aufweist.

Die vorgenannte Ersatz-Einheit weist unter anderem die nachfolgend genannten beiden Problemzonen auf.

• 1. Der Anschlußflansch bildet mit seiner konischen Dichtfläche im Zusammen­ wirken mit der komplementären Ringsitzfläche des Ventilgehäuses einen sen­ siblen Ringspalt. Damit dieser Ringspalt zwischen Anschlußflansch und den ihn andererseits berandenden ortsfesten Teilen des Ventilgehäuses unter wechselnden Betriebsbedingungen (Druck und Temperatur) nachhaltig dicht bleibt und nicht "arbeitet", wird der Anschlußflansch zwischen dem Ventilge­ häuse und einem Gehäuseverschlußteil (Gehäuseoberteil) verpreßt, d. h. der Anschlußflansch wird in seiner Einspannstellung unter Vorspannung gehalten. Nun ist bekannt, daß das eingangs für die Ersatz-Einheit vorzugsweise ver­ wendete Material (PTFE) unter wechselnden Drücken und Temperaturen, über einen längeren Zeitraum gesehen, ein gewisses Kriechverhalten aufweist, wo­ durch sich die Gestalt des Anschlußflansches geringfügig ändert. Dies führt im Betrieb dazu, daß die eine Aufweitung des Dichtungsspaltes verhindernde, durch die Verpressung erzeugte Vorspannung allmählich nachläßt und der Dichtungsspalt "arbeitet". Dadurch kann es zum Eindringen von Produkt in den "atmenden" Dichtungsspalt kommen, mit den vorstehend genannten Konse­ quenzen für die Produktverschleppung und die anschließende Reinfektion.
• 2. Der aus der DE 32 15 799 C2 bekannte Faltenbalg ist integraler Bestandteil der sog. Ersatz-Einheit, die bei Bedarf im Ventil ausgetauscht werden kann. Hierzu ist es erforderlich, daß die Gehäuseöffnung und damit die mit dieser korrespondierende Abmessung des Anschlußflansches wenigstens so groß wie der äußere Durchmesser des Verschlußteiles ausgeführt sind. Wie die Fig. 2 der vorgenannten Druckschrift zeigt, liegen die bei Zugbeanspruchung des Faltenbalges auf den Anschlußflansch wirkenden Zugkräfte und die diesen Kräften entgegengerichteten Reaktionskräfte an der Einspannstelle des An­ schlußflansches nicht auf einer gemeinsamen Wirkungslinie, sondern sie ha­ ben einen radialen Abstand voneinander. Dieser Abstand und damit das durch dieses Kräftepaar gebildete Biegemoment auf den Anschlußflansch werden in der Regel noch vergrößert, weil man bestrebt ist, aus Festigkeitsgründen den Faltenbalgdurchmesser so klein wie möglich zu bemessen. Dadurch wandert die Angriffsstelle der vom Faltenbalg auf den Anschlußflansch ausgeübten Zugkraft in radialer Richtung weiter nach innen, so daß der vorgenannte radia­ le Abstand zwischen den beiden Kräften und damit das Biegemoment weiter anwachsen.

Das vorstehend erläuterte Biegemoment führt nun dazu, daß der zwischen dem Gehäuse und dem Gehäuseverschlußteil verpreßte Anschlußflansch zusätzlich zu dieser Druckbeanspruchung noch eine Biegebeanspruchung erfährt, die eine verstärkte Beanspruchung des Materials und damit eine forcierte Gestaltänderung in diesem Bereich hervorruft. Dadurch verschärft sich die vorstehend unter Punkt 1 in Bezug auf den Dichtungsspalt beschriebene kritische Situation.

In der eingangs ebenfalls erwähnten Druckschrift EP 0 508 658 B1, in der eine aseptische Ventilkonstruktion mit einem Balg der gattungsgemäßen Art beschrie­ ben ist, wird das vorstehend erwähnte Problem im Bereich des kritischen Dich­ tungsspaltes an der konischen Dichtfläche des Anschlußflansches ebenfalls be­ reits thematisiert. Dort wird zur Entschärfung des auftretenden Problems vorge­ schlagen, daß der mit der konischen Dichtfläche des Anschlußflansches korre­ spondierende komplementäre ringförmige Schultersitz im Ventilgehäuse ganz in­ nen eine Lippe hat, die von der einwärts und aufwärts geneigten Ringfläche des Ventilgehäuses aus nach unten geneigt ist. Eine derartige Maßnahme kann mög­ licherweise die vorzeitige Aufweitung des Dichtungsspaltes verhindern. Sie stellt jedoch keine nachhaltig wirkende Maßnahme dar, da im Falle eines Kriechens des Balgmaterials an dieser Stelle die notwendige Vorspannung ebenfalls nach­ läßt und durch keinerlei weitere erkennbare Maßnahmen dauerhaft sichergestellt wird.

Eine befriedigende Lösung des Problems kann nur gelingen, wenn die vorstehend unter den Punkten 1 und 2 als nachteilig beschriebenen Einflußgrößen reduziert werden können und/oder wenn ihnen durch geeignete Maßnahmen entgegenge­ wirkt werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Balg der gattungsgemäßen Art eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung des Anschlußflansches der Schließglied-Einheit im Ventilgehäuse unter den auftretenden Kräften sicherzu­ stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmals des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Balges gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ spruchs.

Um die Aufgabe zu lösen, bedient sich die vorliegende Erfindung zweier Maß­ nahmen, wobei jede dieser Maßnahmen bereits eine entscheidende Verbesse­ rung bringt und die Kombination aus beiden Maßnahmen eine optimale und nachhaltige Lösung des Problems sicherstellt.

Die erste Maßnahme besteht darin, die aus der ventilhubbedingten Verformung des Balges und/oder dem jeweiligen Druck um Gehäuse resultierenden Kräfte dort im Ventilgehäuse aufzunehmen, wo sie originär entstehen. Die Lösung er­ reicht eine biegemomentfreie Aufnahme dieser Kräfte dadurch, daß der An­ schlußflansch der Schließglied-Einheit im Bereich seiner Verbindung mit dem Balg ein in dem Gehäuseoberteil, welches von der zum Stellantrieb führenden Ventilstange durchdrungen ist, verankertes Befestigungsteil aufweist. Die auftre­ tenden Kräfte werden somit auf kürzestem Weg vom Balg bzw. dem Anschluß­ flansch in diesem Bereich in das Befestigungsteil übertragen. Ein bislang not­ wendiges Durchleiten dieser Kräfte als Querkräfte durch den sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Anschlußflansch zur Einspannstelle, in de­ ren Bereich die konische Dichtfläche und der kritische Dichtungsspalt vorliegen, wird dadurch vermieden. Ein den Dichtungsspalt beanspruchendes Biegemoment tritt bei der vorgeschlagenen Lösung nicht auf.

Die zweite erfindungsgemäße Maßnahme besteht darin, daß im Bereich der koni­ schen Dichtfläche des Anschlußflansches, und zwar auf der der Dichtfläche ab­ gewendeten Seite, eine umlaufende Nut vorgesehen ist, die einen sich in Rich­ tung der Achse der Ventilstange erstreckenden Kragen, der eine im wesentlichen scheibenförmige, in einer Ebene senkrecht zur Achse der Ventilstange orientierte, radial innenseits vom Balg ausgehende Verschlußplatte mit einem am Ende des Anschlußflansches angeordneten ringförmigen Flanschvorsprung verbindet, am Übergang des Kragens zum Bereich der konischen Dichtfläche auf eine den fe­ stigkeitsbedingten Erfordernissen entsprechende Mindestwandstärke einschnürt. Durch diese Maßnahme wird jener Teil des Anschlußflansches, der zwischen Ventilgehäuse und Gehäuseoberteil eingespannt ist, nämlich der Kragen und der ringförmige Flanschvorsprung, quasi "eingekammert", wodurch diese Materialan­ häufung des kriechfähigen Balgwerkstoffes unter der gegebenen Vorspannung am Kriechen gehindert wird. Ein minimales Ausweichen des Materials kann allen­ falls über die durch die umlaufende Nut erzeugte Mindestwandstärke im Bereich der konischen Dichtfläche erfolgen. Damit an der Einschnürstelle die notwendige Vorspannung und damit der erforderliche Dichtungskontakt mit der komplementä­ ren Ringsitzfläche im Ventilgehäuse erhalten bleibt, sieht die vorgeschlagene Er­ findung weiterhin vor, daß in der Nut wenigstens ein elastischer Druckring ange­ ordnet ist, der mittels einer umlaufenden Druckkante am Gehäuseoberteil in der Nut verpreßt ist. Der elastische Druckring wirkt praktisch wie eine Feder, die die konische Dichtfläche, auch im Falle eines Kriechens des Dichtungswerkstoffes an dieser Stelle, nachhaltig unter Vorspannung hält und somit die Aufweitung des Dichtungsspaltes mit den vorstehend beschriebenen Nachteilen zuverlässig ver­ hindert.

Um lokale Spannungen innerhalb des dauerelastischen Druckringes zu reduzie­ ren, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführung weiterhin vorgesehen, daß die Druckkante beiderseits jeweils von einer umlaufenden ringförmigen Ausgleichs­ kammer flankiert wird, die den von der Nut begrenzten Raum unmittelbar erwei­ tern.

Aus Festigkeitsgründen ist man bestrebt, den Balg so durchmesserklein wie mög­ lich auszugestalten. Um den Balg zusätzlich zu stabilisieren, sieht eine vorteilhaf­ te Ausgestaltung vor, daß dieser und das sich anschließende Befestigungsteil innenseits mit einer Ventilstangenbohrung versehen sind, die die Ventilstange mit einem die Funktionsfähigkeit gewährleistenden Minimalspiel umschließt. Durch diese Ausgestaltung kommt der Ventilstange eine den Balg und das Befestigungs­ teil von innen zusätzlich stabilisierende Wirkung zu.

Hinsichtlich der Verankerung des Befestigungsteils sieht die Erfindung sowohl beschädigungsfrei lösbare als auch nicht beschädigungsfrei lösbare Ausführungs­ formen vor. In diesem Zusammenhang sind alle hinlänglich bekannten kraft- und/oder formschlüssigen Verankerungsformen realisierbar.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die zum einen lösbar und zum andern kraft- und formschlüssig das Befestigungsteil im Gehäuseoberteil verankert, ist gegeben, wenn das Befestigungsteil vorzugsweise mit einem Trapezgewinde in das Gehäuseoberteil eingeschraubt ist.

Eine andere Möglichkeit der Verankerung des Befestigungsteils im Gehäuseober­ teil besteht darin, eine Klemmung d. h. eine kraftschlüssige Verbindung vorzuse­ hen.

Falls eine Beschädigung oder Zerstörung der Schließglied-Einheit bei deren Austausch aus dem aseptischen Hubventil als hinnehmbar oder gar wünschens­ wert erachtet wird, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, das Befestigungsteil durch haken- oder widerhakenförmigen Formschluß im Gehäu­ seoberteil zu verankern. Eine derartige Lösung ist in der Regel sehr kostengün­ stig. Der Einbau der Schließglied-Einheit in das Ventil ist dabei sehr einfach und problemlos möglich, ein Ausbau jedoch in der Regel nur durch Beschädigung oder Zerstörung der Schließglied-Einheit insbesondere im Bereich des Befesti­ gungsteils durchführbar. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, das Be­ festigungsteil auf der dem Balg abgewandten Seite der Verschlußplatte in Form von mehreren, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Verschlußplatte verteilten Zughaken auszubilden, die die Ventilstange konzentrisch umschließen und die sich mit ihren als Haken ausgebildeten freien Enden auf einer Stützflä­ che, die von einer ringförmigen Ausnehmung im Gehäuseoberteil gebildet wird, abstützen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung dargestellt und sind nachfolgend kurz beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Mittelschnitt durch eine Schließglied-Einheit oberhalb des Ven­ tilsitzes mit einem Balg der gattungsgemäßen Art in Verbindung mit ei­ nem Anschlußflansch in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 ebenfalls im Mittelschnitt die Schließglied-Einheit gemäß Fig. 1 für sich allein und in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 in stark vergrößerter Darstellung einen Mittelschnitt durch die umlau­ fende Nut, die umlaufende Druckkante am Gehäuseoberteil und den zwischen beiden verpreßten elastischen Druckring in einem in Fig. 1 mit Einzelheit "X" gekennzeichneten Bereich und

Fig. 4 einen Mittelschnitt durch das Befestigungsteil des Anschlußflansches an der in Fig. 1 mit Einzelheit "Y" gekennzeichneten Stelle, wobei in diesem Bereich die Merkmale einer sich von der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 unterscheidenden Lösung dargestellt sind.

Ein nur teilweise dargestelltes Hubventil 1 (Fig. 1) weist ein mit einem Gehäuse­ anschluß 1b versehenes Gehäuse 1a auf, wobei in eine nicht näher bezeichnete untere Gehäuseöffnung ein Sitzring 2 abdichtend eingesetzt ist. Letzterer verbin­ det über eine Verbindungsöffnung 2b den Innenraum des Gehäuses 1a mit einem gegebenenfalls an das Gehäuse 1a unterhalb angeflanschten weiteren Gehäuse­ teil. Der Sitzring 2 verfügt über eine dem Innenraum des Gehäuses 1a zugewand­ te, vorzugsweise konische Sitzfläche 2a, die mit einem entsprechenden Ver­ schlußteil 4a zusammenwirkt. Letzteres ist mit einer Ventilstange 6 starr verbun­ den, die nach oben durch das Gehäuse 1a hindurchgeführt ist, dort ein Gehäuse­ oberteil 3 durchdringt und oberhalb desselben mit einem nicht dargestellten Stell­ antrieb verbunden ist. Die Ventilstange 6 ist von einem sogenannten Faltenbalg 4b oder auch einem sogenannten Wellrohr oder einer Membran, wie sie aus der EP 0 508 658 B1 bekannt ist, konzentrisch umschlossen, wobei diese vorzugs­ weise in axialer Richtung dehnbaren Abdichtungselemente jeweils stoffschlüssig einerseits am Verschlußteil 4a und andererseits an einer Verschlußplatte 4c be­ festigt sind. Die Verschlußplatte 4c hat eine im wesentlichen scheibenförmige, in einer Ebene senkrecht zur Achse der Ventilstange 6 orientierte, radial innenseits vom Balg 4b ausgehende Ausprägung, und sie erstreckt sich soweit radial nach außen, daß sie in Verbindung mit der korrespondierenden Öffnung im Gehäuse 1a den Ausbau einer Schließglied-Einheit 4, die neben der Verschlußplatte 4c aus dem Verschlußteil 4a und dem Faltenbalg 4b besteht, nach oben erlaubt. An die scheibenförmige Verschlußplatte 4c schließt sich außenseits ein in Richtung der Achse der Ventilstange 6 verlaufender Kragen 4g an, der an seinem oberen Ende in einen ringförmigen Flanschvorsprung 4d ausmündet. Letzterer ist zwi­ schen einer endseitigen Ausformung des Gehäuses 1a (nicht näher bezeichneter Gehäuseflansch) und dem Gehäuseoberteil 3 form- und kraftschlüssig einge­ spannt.

Im Verschlußteil 4a ist ein Befestigungseinsatz 7 eingebettet, der aus einer scheibenförmigen, sich radial weit nach außen erstreckenden Befestigungsplatte 7a und einer zentrischen Befestigungsmuffe 7b besteht. Die Ventilstange 6 ist mit einem Gewindezapfen 6a in die Befestigungsmuffe 7b eingeschraubt.

Die vorstehende Beschreibung skizziert im wesentlichen ein Hubventil, wie es als sogenanntes aseptisches Ventil aus dem Stand der Technik (Druckschrift DE 32 15 799 C2) bekannt ist.

Der erste Erfindungsgedanke der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf den mit Einzelheit "X" bezeichneten Bereich, der in Fig. 3 noch näher verdeutlicht ist. Da bei dem in der Regel zur Verwendung kommenden Werkstoff (PTFE) eine langsame Gestaltänderung des einen Spalt S mit dem Gehäuse 1a bildenden An­ schlußflansches im Bereich seiner konischen Dichtfläche 4h (Fig. 1 und 2) unter wechselnden Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur) bislang unvermeid­ bar ist, wird der Anschlußflansch im Bereich seiner konischen Dichtfläche 4h, auf der letzterer abgewendeten Seite, mit einer umlaufenden Nut 4e versehen, die den sich in Richtung der Achse der Ventilstange 6 erstreckenden Kragen 4g, der die im wesentlichen scheibenförmige, in einer Ebene senkrecht zur Achse der Ventilstange 6 orientierte, radial innenseits vom Balg 4b ausgehende Verschluß­ platte 4c mit dem am Ende des Anschlußflansches angeordneten ringförmigen Flanschvorsprung 4d verbindet, am Übergang des Kragens 4g zum Bereich der konischen Dichtfläche 4h auf eine den festigkeitsbedingten Erfordernissen ent­ sprechende Mindestwandstärke eingeschnürt. Der Eingriff der Nut 4e ist zweck­ mäßigerweise so tiefgreifend, daß der verbleibende Bereich so dünn, wie dies gerade noch aus Festigkeitsgründen möglich ist, ausgeprägt ist. In einer derart ausgeführten Nut 4e ist ein dauerelastischer, der Form der Nut 4e angepaßter Druckring 5 eingebettet, der wiederum über eine an dem Gehäuseoberteil 3 in diesem Bereich vorgesehene umlaufende Druckkante 3c in der Nut 4e verpreßt und damit vorgespannt wird (Fig. 3).

In Folge dieser durch die Druckkante 3c hervorgerufenen Verpressung wird der dauerelastische Druckring 5, wie es eine vorteilhafte Aufgestaltung vorsieht, bei­ derseits der Druckkante 3c in eine erste und eine zweite ringförmige Ausgleichs­ kammer 3a bzw. 3b ausgewulstet. Letztere dienen der Reduzierung lokaler Span­ nungen innerhalb des dauerelastischen Druckringes 5 in diesem Bereich.

Der dauerelastische Druckring 5 kompensiert durch sein reversibles Formände­ rungsvermögen die vergleichsweise relativ geringen Formänderungen des ring­ förmigen Flanschvorsprunges 4d und des angrenzenden Kragens 4g und teilwei­ se auch der Verschlußplatte 4c in diesem Bereich, und er wirkt quasi wie eine selbsttätig wirkende Nachstellvorrichtung zur dauerhaften Sicherstellung einer aseptischen Bedingungen gerecht werdenden Abdichtung zwischen konischer Dichtfläche 4h und der benachbarten komplementären Ringsitzfläche des Gehäu­ ses 1a.

Falls es sich als zweckmäßig oder notwendig erweist, werden mehrere der vorge­ nannten dauerelastischen Druckringe 5 zur dauerhaften Sicherstellung der Vor­ spannung im Bereich der umlaufenden Nut 4e, verteilt über den kritischen Be­ reich, angeordnet.

Der zweite vorstehend angesprochene Erfindungsgedanke wird aus dem in Fig. 1 mit Einzelheit "Y" bezeichneten Bereich ersichtlich. Diese Einzelheit "Y" ist auch in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ersichtlich. Zur Vermeidung eines Biegemomentes, resultierend aus einem Kräftepaar, das beispielsweise durch eine Zugkraft im Faltenbalg 4b und durch die entsprechende Reaktionskraft im Bereich der Verschlußplatte 4c gebildet wird, ist der gesamte Anschlußflansch 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h der Schließglied-Einheit 4 im Bereich seiner Verbindung mit dem Balg 4b mit einem in dem Gehäuseoberteil 3 verankerten Befestigungsteil 4f versehen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Befestigungsteil 4f au­ ßenseits vorzugsweise mit einem Trapezgewinde versehen, über das eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit dem Gehäuseoberteil 3 möglich ist. Dadurch können die vom Faltenbalg 4b auf die Verschlußplatte 4c ausgeübten Zugkräfte unmittelbar, ohne die Bildung eines den kritischen Dichtungsspalt S beeinflus­ senden Biegemomentes, in das Gehäuseoberteil 3 eingeleitet und dort aufge­ nommen werden.

Der Balg 4b und das sich anschließende Befestigungsteil 4f sind innenseits mit einer Ventilstangenbohrung 4k versehen, die die Ventilstange 6 mit einem die Funktionsfähigkeit gewährleistenden Minimalspiel umschließt. Durch diese Aus­ gestaltung werden der Balg 4b und das Befestigungsteil 4f von innen zusätzlich stabilisiert.

Eine andere Ausgestaltung in diesem Bereich sieht vor (Fig. 4), das Befesti­ gungsteil 4f in Form mehrerer Zughaken auszugestalten, die vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Verschlußplatte 4c verteilt sind und die Ventil­ stange 6 konzentrisch umschließen. Die Zughaken 4f sind an ihrem freien Ende hakenförmig ausgebildet, wobei sie sich auf einer Stützfläche 3e, die von einer Ausnehmung 3f im Gehäuseoberteil 3 gebildet wird, abstützen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden mehrere dieser Zughaken 4f durch eine zylin­ derförmige Verlängerung gebildet, die sich auf der dem Faltenbalg 4b abgewand­ ten Seite der Verschlußplatte 4c erstreckt. Damit eine Montage der Verschlußplat­ te 4c in Verbindung mit den Zughaken 4f in einer inneren Bohrung 3d im Gehäu­ seoberteil 3 möglich ist, ist das die Zughaken 4f bildende zylinderförmige Fortset­ zungsteil mehrfach, vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen, geschlitzt. Nach­ dem die Zughaken 4f in die Aufnehmung 3f eingeführt sind, werden sie dort durch die Ventilstange 6 in ihrer Verankerungsstellung gehalten. Zugkräfte, hervorgeru­ fen durch einen sich in der Schließstellung des Hubventils 1 streckenden Falten­ balg 4b, werden nunmehr über die Zughaken 4f und die Stützfläche 3e auf das Gehäuseoberteil 3 unmittelbar übertragen und dort abgestützt, so daß es zu kei­ ner Biegebeanspruchung der Verschlußplatte 4c mit den damit verbundenen Fol­ gen für den Dichtungsspalt S kommt.

Die vorstehend beschriebenen Wirkungen und Vorteile der Zughaken 4f werden gleichermaßen auch bei einer Ausgestaltung der Schließglied-Einheit gemäß den Fig. 1 und 2 erreicht (form- und kraftschlüssige Verbindung mittels Gewinde). Es sind darüber hinaus auch andere Kraftübertragungsmöglichkeiten denkbar, wobei in jedem anderen Fall sichergestellt werden muß, daß die vom Faltenbalg 4b bei dessen Verlängerung ausgeübten Zugkräfte oder die aus dem jeweiligen Druck im Gehäuse resultierenden Kräfte auf unmittelbarem Weg in das Gehäuse­ oberteil 3 eingeleitet werden. Dies kann anstelle der vorstehend beschriebenen Verschraubung 4f oder Zughaken auch über Widerhaken, über andere form­ schlüssige Verbindungsformen oder eine geeignete kraftschlüssige Klemmung der Verschlußplatte 4c in diesem Bereich geschehen.

Wird die Befestigungsmöglichkeit der Verschlußplatte 4c im vorgenannten Be­ reich als formschlüssige Verbindung ausgeführt, so gibt es hier wiederum zwei alternative Möglichkeiten. Zum einen kann der Formschluß beschädigungsfrei lösbar und zum andern nicht beschädigungsfrei lösbar ausgeführt werden. In je­ nen Fällen, wo beim Austausch der Schließglied-Einheit 4 deren Zerstörung planmäßig in Kauf genommen werden kann oder wird, kann die Befestigung bei­ spielsweise als nicht lösbare Schnappverbindung ausgeführt werden, die bei der Demontage der Schließglied-Einheit 4 ebenfalls zerstört wird. In allen anderen Fällen wird man diese Schnappverbindung lösbar ausführen. Ein Blick auf die Ausgestaltung des Hubventils gemäß Fig. 1 zeigt, daß die Schließglied-Einheit 4, falls im in Frage kommenden Bereich Zughaken 4f vorgesehen sind, dann zer­ störungsfrei demontiert werden kann, wenn zunächst die Ventilstange 6 aus der Ventilstangenbohrung 4k der Schließglied-Einheit 4 und danach der sich an­ schließende Zughaken 4f entfernt werden. Alsdann lassen sich die Zughaken 4f radial nach innen biegen und aus der Bohrung 3d im Gehäuseoberteil 3 entfer­ nen. Bei Ausgestaltung des Befestigungsteils 4f in Form einer lösbaren Ver­ schraubung ist eine Demontage problemlos möglich.

Claims (10)

1. Balg zur Abdichtung einer Ventilstangendurchführung in einem Hubventil, insbesondere ausgebildet als Faltenbalg oder Wellrohr, wobei das Hubventil mit einem mit einer ventilgehäuseseitigen Sitzfläche zusammenwirkenden Verschlußteil ausgestattet ist, das über eine Ventilstange mit einem Stellan­ trieb verbunden ist, mit dem Balg, der die Ventilstange koaxial umschließt, der einerseits mit dem Verschlußteil verbunden ist und der andererseits an sei­ nem freien Ende einen Anschlußflansch mit einer konischen Dichtfläche auf­ weist, die gegen eine komplementäre Ringsitzfläche des Gehäuses anliegt und wobei das Verschlußteil, der Balg und sein Anschlußflansch eine ein­ stückige, auswechselbare Schließglied-Einheit bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußflansch (4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h) der Schließglied-Einheit (4)

• 1. im Bereich seiner Verbindung mit dem Balg (4b) ein in einem Gehäuseober­ teil (3), welches von der zum Stellantrieb führenden Ventilstange (6) durch­ drungen ist, verankertes Befestigungsteil (4f) zur weitestgehend biegemo­ mentfreien Aufnahme der aus der ventilhubbedingten Verformung des Bal­ ges (4b) und/oder dem jeweiligen Druck im Gehäuse (1a) resultierenden Kräfte aufweist und
• 2. im Bereich seiner konischen Dichtfläche (4h), auf der letzterer abgewende­ ten Seite, mit einer umlaufenden Nut (4e) versehen ist, die einen sich in Richtung der Achse der Ventilstange (6) erstreckenden Kragen (4g), der eine im wesentlichen scheibenförmige, in einer Ebene senkrecht zur Achse der Ventilstange (6) orientierte, radial innenseits vom Balg (4b) ausgehen­ de Verschlußplatte (4c) mit einem am Ende des Anschlußflansches ange­ ordneten ringförmigen Flanschvorsprung (4d) verbindet, am Übergang des Kragens (4g) zum Bereich der konischen Dichtfläche(4h) auf eine den festigkeitsbedingten Erfordernissen entsprechende Mindestwandstärke ein­ schnürt,
• 3. und daß in der Nut (4e) wenigstens ein elastischer Druckring (5) angeord­ net ist, der mittels einer umlaufenden Druckkante (3c) am Gehäuseoberteil (3) in der Nut (4e) verpreßt ist.

2. Balg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkante (3c) beiderseits jeweils von einer umlaufenden ringförmigen Ausgleichskammer (3a bzw. 3b) flankiert wird, die den von der Nut (4e) begrenzten Raum unmit­ telbar erweitern.

3. Balg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser und das sich anschießende Befestigungsteil (4f) innenseits mit einer Ventilstangen­ bohrung (4k) versehen sind, die die Ventilstange (6) mit einem die Funktions­ fähigkeit gewährleistenden Minimalspiel umschließt.

4. Balg nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (4f) beschädigungsfrei lösbar im Gehäuseoberteil (3) veran­ kert ist.

5. Balg nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (4f) nicht beschädigungsfrei lösbar im Gehäuseoberteil (3) verankert ist.

6. Balg nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti­ gungsteil (4f) kraft- und/oder formschlüssig im Gehäuseoberteil (3) verankert ist.

7. Balg nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (4f) in das Gehäuseoberteil (3) eingeschraubt ist, vorzugsweise mit einem Trapezgewinde.

8. Balg nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (4f) durch Klemmung im Gehäuseoberteil (3) verankert ist.

9. Balg nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (4f) durch haken- oder widerhakenförmigen Formschluß im Gehäuseoberteil (3) verankert ist.

10. Balg nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungs­ teil (4f) auf der dem Balg (4b) abgewandten Seite der Verschlußplatte (4c) in Form von mehreren, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Ver­ schlußplatte (4c) verteilten Zughaken ausgebildet ist, die die Ventilstange (6) konzentrisch umschließen und die sich mit ihren als Haken ausgebildeten freien Enden auf einer Stützfläche (3c), die von einer ringförmigen Ausneh­ mung (3f) im Gehäuseoberteil (3) gebildet wird, abstützen.