DE19960630A1 - Kunststoffventil - Google Patents

Abstract

Ein Kunststoffventil, speziell ein Dreiwege-Kunststoffventil, mit einem Ventilgehäuse (52), das einen ersten Ventilsitz (78), der auf das Ventilgehäuse (52) axial ausgerichtet ist und mit einem ersten Ventilelement (80) zusammenwirkt, einen zweiten Ventilsitz (82), der auf das Ventilgehäuse (52) axial ausgerichtet ist und mit einem zweiten Ventilelement (80) zusammenwirkt, und eine Betätigungseinrichtung (54), die die Ventilelemente (80, 86) axial bewegt und mit einem axial beweglichen Verbindungsabschnitt (151) versehen ist, der sich von der Betätigungseinrichtung (54) zum zweiten Ventilelement (86) erstreckt, umfaßt, wobei ein gekapselter und zusammenpreßbarer Federabschnitt (142-152) zwischen der Betätigungseinrichtung (54) und dem ersten Ventilelement (80) angeordnet ist und in axialer Richtung beweglich ist, ohne sich zusammenzuziehen, bis das erste Ventilelement (80) auf dem ersten Ventilsitz (78) aufsitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffventil gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

In der Halbleiterverarbeitungsindustrie werden stark korrosive oder ät­ zende Fluids bei Temperaturen verwendet, die 1500°C übersteigen. Herkömmli­ che Metallventile, Anschlußstücke und Armaturen sind für derartige Anwendungen nicht geeignet. Statt dessen werden hochgradig inerte Werkstoffe, etwa Fluorpo­ lymere, z. B. PFA (Perfluoralkoxid) und PTFE (Polytetrafluorethylen), verwendet. In solchen Anwendungen ist es kritisch, wenn Ventile einen sehr hohen Lei­ stungspegel aufweisen. Ein Problem, das allgemein bei Kunststoff und insbeson­ dere bei Kunststoffventilen anzutreffen ist, besteht darin, daß Kunststoff unter Be­ lastung kriechen kann, wodurch die Integrität des Ventils beeinträchtigt wird. Das Kriechen wird durch hohe Temperaturen sowie durch schwankende Temperaturen verstärkt. Typischerweise sind die Ventilspindel, der Ventilsitz und das Ventilge­ häuse bei Belastung dem Kriechen unterworfen. Ein solches Kriechen kann die Zuverlässigkeit reduzieren, die Lebenserwartung solcher Ventile herabsetzen, den Wartungsaufwand solcher Ventile erhöhen und allgemein die mit den Ventilen verbundenen Kosten erhöhen.

Kunststoffventile werden außerdem in vielen weiteren Anwendungen ver­ wendet, etwa bei der Bewässerung. Das Kriechen von Kunststoffkomponenten ist in solchen Ventilen ebenfalls problematisch, obwohl vielleicht nicht potentiell öko­ nomisch so katastrophal wie in der Halbleiterverarbeitungsindustrie.

In den Fig. 1 und 2 ist ein in der Halbleiterverarbeitungsindustrie verwendetes manuell betätigtes Dreiwege-Ventil 10 erläutert, das ein Ventilge­ häuse 11 mit einem davon abstehenden Handgriff 12 umfaßt, der zur Betätigung des Ventils 10 gedreht wird. Ein Stellglied 13 enthält den Handgriff 12, die Stell­ gliedwelle 14 und einen Bewegungsübertragungsmechanismus 16. Das Stellglied 13 ist mit einer Ventilspindelanordnung 18 in Eingriff, die ein erstes oder oberes Ventilelement 20 und ein zweites oder unteres Ventilelement 22 aufweist, die je­ weils als Teller konfiguriert sind und jeweils eine von ihnen abstehende Membran 24 aufweisen. Der Bewegungsübertragungsmechanismus 28 kann etwa eine Ge­ windewelle 32 sein oder aus Nockenflächen 34 bestehen, um die Drehbewegung des Handgriffs in eine lineare Bewegung der Ventilspindelanordnung umzuwan­ deln. Es werden beide Mechanismen erläutert, obwohl bei einem einzelnen Ventil im allgemeinen lediglich ein Mechanismus verwendet werden würde. Eine erste Feder 36 ist unter dem unteren Ventilelement 22 angeordnet und schafft den Sitz­ druck, um das untere Ventilelement 22 und den entsprechenden unteren Ventilsitz 40 zu verschließen. Eine zusätzliche Feder 38 kann verwendet werden. Der Betä­ tigungsmechanismus wirkt gegen die Federkraft, um das untere Ventilelement 22 vom Ventilsitz zu trennen und den unteren Ventilabschnitt 42 zu öffnen.

Das obere Ventilelement 20 wird durch den Bewegungsübertragungs­ mechanismus, der Zwischenverbindungselemente 44 enthalten kann, axial bewegt. In Ventilen, die eine mit Gewinde versehene Betätigungswelle verwenden, kann der Sitzdruck zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz direkt vom dem auf den Handgriff wirkenden Drehmoment abhängen. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Sitzdruck von der subjektiven Feststellung des Bedieners, daß das Ventil ausreichend dicht ist, abhängt. Bediener neigen dazu, beim Schließen solcher Ventile eine übermäßige Kraft auf­ zuwenden, um sicher zu sein, daß sie ausreichend dicht sind. Dies kann einen sofortigen Ventilausfall zur Folge haben oder am Betätigungsmechanismus, ein­ schließlich des Bewegungsübertragungsmechanismus, sowie am Ventilsitz und weiteren Abschnitten des Ventilgehäuses ein übermäßiges Kriechen verursachen. Ein hinreichend ausgeprägtes Kriechen, das die Funktion des Ventils nachteilig beeinflußt, kann nach einer begrenzten Anzahl von Benutzungszyklen auftreten.

Ein Weg, um diesem Problem zu begegnen, besteht darin, einen Anschlag zur Begrenzung der Drehung des Handgriffs und der Welle zu schaffen, um dem Bediener das freie Ermessen beim Abdichten zu nehmen. Diese Ventilarten sind auch einem Kriechen unterworfen und weisen typischerweise eine Einstellmutter auf, so daß der Betätigungsmechanismus zum Kompensieren des Kriechens ein­ gestellt werden kann. Ein diesen Ventilen innewohnendes Problem besteht darin, zu erkennen, wann ein Kriechen aufgetreten ist, und zu erkennen, wie stark die Einstellmutter einzustellen ist. Dies sind oftmals subjektive, durch Bediener ge­ troffene Festlegungen.

In Ventilen, die Nockenflächen verwenden, weist die Welle typischerweise einen Drehanschlag auf und der Anpreßdruck des Ventilelements auf den Ventil­ sitz ist nicht vom Drehmoment des Handgriffs abhängig, solange der Handgriff vollständig gedreht wird. Diese mit Nocken versehenen Übertragungsmechanis­ men weisen effektiv eine begrenzte Drehung auf, z. B. eine Vierteldrehung, um ein vollständiges Schließen und Öffnen zu bewirken. Kunststoffventile, die Nockenflä­ chen verwenden, sind ebenfalls dem Kriechen unterworfen, wobei dort, wo die kurze Vierteldrehung verwendet wird, die Kriechauswirkungen ausgeprägt sind. Diese Ventile benötigen typischerweise eine Einstellmutter, die nach ausgedehn­ ter Nutzung der Ventile eingestellt werden kann, um die ursprünglichen Schließ­ drücke zwischen dem oberen Ventilelement und dem Ventilsitz wiederherzustel­ len.

Kunststoffventile, insbesondere jene, die in der Halbleiterfertigungsindu­ strie verwendet werden, weisen am Ventilsitz oftmals eine ringförmige Rille oder Vertiefung 48 auf. Dieses Merkmal verleiht dem Ventilsitz eine gewisse Flexibilität, die eine größere Haltbarkeit von Sitz und Abdichtung, die Absenkungen der Ferti­ gungstoleranzen der Kunststoffkomponenten und somit geringere Herstellungsko­ sten schafft. Der flexible Ventilsitz macht den Ventilsitz außerdem empfindlicher auf Kriechen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoffventil gemäß dem Oberbe­ griff von Anspruch 1 zu schaffen, das eine Selbstkompensation wegen Kriechens ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Demgemäß weist ein Kunststoffventil ein das Kriechen kompensierendes Merkmal auf, das einen reproduzierbaren Eingriff zwischen Ventilelementen und ihren entsprechenden Ventilsitzen schafft. Die Merkmale kompensieren eine Kompression innerer Ventilkomponenten sowie die Ausdehnung des Ventilgehäu­ ses. Derartige Ventile sind speziell für Anwendungen in der Halbleiterindustrie ge­ eignet.

Eine Ausführungsform ist eine Dreiwege-Membranventilkonfiguration mit einer unteren Feder, die die Schließkraft für ein unteres Ventilelement schafft. Ein zusätzlicher gekapselter Federmechanismus schafft eine reproduzierbare Schließkraft für das obere Ventilelement, anstatt auf der Abwärtskraft einer Bestä­ tigungsanordnung aus dem Drehen des Handgriffs zu beruhen. Die gekapselte Feder kompensiert jedes Kriechen der Ventilkomponenten selbsttätig.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein manuell betätigtes Drei­ wege-Membranventil mit Vierteldrehung einen offenen Innenraum mit Kammern und Fließkanälen auf, die durch obere und untere Ventilabschnitte getrennt sind, wobei jeder Ventilabschnitt ein axial ausgerichtetes Ventilelement und einen Ven­ tilsitz enthält. Ein Ventilspindelabschnitt enthält beide Ventilelemente, die durch eine Hohlspindel getrennt sind, und weist Membranen auf, die von jedem Ventil­ element abstehen. Eine Betätigungsanordnung mit einer Betätigungsverbin­ dungswelle bewegt sich durch eine Drehung des Handgriffs axial aufwärts und abwärts. Dies bewirkt, daß sich die Ventilspindelanordnung axial bewegt und daß sich die Ventilabschnitte öffnen und schließen. Die Betätigungsverbindungswelle erstreckt sich durch die Hohlspindel, ist mit dem Ventilelement des unteren Ventil­ abschnitts in direktem Eingriff und ist innerhalb des ersten Ventilelements axial verschiebbar.

Die untere Feder schafft an der Ventilspindelanordnung eine aufwärts ge­ richtete Vorspannung und schafft insbesondere eine aufwärts gerichtete Kraft zum Schließen des unteren Ventilabschnitts, wenn die Betätigungsverbindungswelle das untere Ventilelement nicht geöffnet hält. Wenn sich die Betätigungsanordnung durch eine Drehung des Handgriffs nach unten bewegt, verursacht die Betäti­ gungswelle, daß das untere Ventilelement vom unteren Ventilsitz getrennt wird, und veranlaßt dementsprechend, daß die erste Feder durch die Betätigungswelle zusammengedrückt wird. Außerdem drückt die Abwärtsbewegung der Betäti­ gungsanordnung über einen Mechanismus zum Kompensieren des Kriechens in Abwärtsrichtung auf das obere Ventilelement des oberen Ventilabschnitts, um das obere Ventilelement auf den oberen Ventilsitz aufzusetzen. Der Mechanismus zum Kompensieren des Kriechens enthält einen gekapselten vorgespannten Fe­ dermechanismus. Der Mechanismus hat eine ausgedehnte Stellung und kann durch Anwenden einer axial zusammenpressenden Kraft in eine zusammengezo­ gene und zusammengepreßte Stellung zusammengedrückt werden. Der Betäti­ gungsmechanismus ist derart aufgebaut, daß das obere Ventilelement aufsitzt, bevor der Handgriff über seinen gesamten Bewegungsbereich gedreht worden ist. Wenn der Handgriff weiter gedreht wird, bleibt das obere Ventilelement aufgesetzt und eine weitere Abwärtsbewegung der Betätigungsanordnung drückt den gekap­ selten vorgespannten Federmechanismus zusammen. Diese zusätzlich zur Verfü­ gung stehende Bewegung der Betätigungsanordnung bewirkt somit keine entspre­ chende Bewegung des oberen Ventilelements. Somit wird dann, wenn sich die Ventilspindel aufgrund von Kriechen der Kunststoffventilspindel zusammenzieht, d. h., wenn sie sich verkürzt, das erste Ventilelement etwas später als bei einer nicht zusammengezogenen Ventilspindel aufsetzen, wobei sich der gekapselte Federmechanismus trotzdem zusammenziehen wird, sich jedoch später in der Drehbewegung des Handgriffs und etwas geringer zusammenziehen wird. Die Abwärtskraft des Ventilelements auf den Ventilsitz wird im wesentlichen die glei­ che sein wie im Fall einer nicht zusammengezogenen Ventilspindel. Somit kom­ pensiert der gekapselte Federmechanismus effektiv und automatisch das zusam­ menziehend wirkende Kriechen in der Ventilsitzanordnung. Ein auseinander­ drückend wirkendes Kriechen in den Ventilgehäuseelementen wird in einer ähnli­ chen Weise kompensiert.

Verbundene Ventile sind minimalen und gesteuerten internen Belastungen unterworfen, wodurch das Auftreten von Kriechen minimiert wird. Kriechen wird durch das Ventil ohne die Notwendigkeit einer Einstellung automatisch kompen­ siert. Es wird keine Einstellmutter benötigt. Solche Kunststoffventile weisen einen höheren Grad an Zuverlässigkeit und eine längere Lebenserwartung auf.

Die Schließkraft jedes Ventilelements wird durch die Federwirkung einer separaten Feder geschaffen. Überdies arbeiten die Federn nicht gegeneinander, um den inneren Ventilkomponenten keine zusätzliche Belastung aufzuerlegen. Dies minimiert das Auftreten von Kriechen.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in der folgenden Beschrei­ bung und in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird nun in Verbindung mit einer in der beigefügten Zeich­ nung gezeigten Ausführungsform im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht eines bekannten manuell betätigten Dreiwege-Ventils,

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines manuell betätigten Drei­ wege-Ventils,

Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht einer Ausführungsform eines manuell betätigten Dreiwege-Kunststoffventils,

Fig. 4 bis 6 zeigen schematische und graphische Querschnittansich­ ten, die ein Dreiwege-Ventil in verschiedenen Stellungen erläutern,

Fig. 7 zeigt eine Explosionsansicht der Komponenten der Betätigungsein­ richtung und des Abschnitts zum Kompensieren des Kriechens des Ventils von Fig. 3,

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ventilspindel des Ventils von Fig. 3.

Das in den Fig. 2 und 3 gezeigte Ventil 50 ist hauptsächlich aus Kunststoffkomponenten hergestellt, wobei die Hauptkomponenten ein Ventilge­ häuse 52, ein Betätigungsabschnitt 54, eine Ventilspindelanordnung 56 und ein Abschnitt 58 zum Kompensieren des Kriechens sind. Das Ventilgehäuse 52 weist eine Achse A und einen offenen Innenbereich 62 aus, der eine obere Kammer 64, eine mittlere Kammer 66 und eine untere Kammer 68 enthält. Ein erster Strö­ mungskanal 70 ist mit der oberen Kammer 64 verbunden, ein zweiter Strömungs­ kanal 72 ist mit der unteren Kammer 68 verbunden und ein dritter Strömungskanal 74 ist mit der mittleren Kammer 66 verbunden. Zwischen der oberen Kammer und der mittleren Kammer befindet sich ein unterer oder erster Ventilabschnitt 76 mit einem ersten Ventilsitz 78, der ein damit zusammenwirkendes oberes erstes Ven­ tilelement 80 aufweist, das als ein Teller aufgebaut ist. Zwischen der mittleren Kammer 66 und der unteren Kammer 68 befindet sich ein unteres oder zweites Ventil 82 mit einem unteren zweiten Ventilsitz 84, der mit einem unteren zweiten Ventilelement 86 zusammenwirkt, das ebenfalls tellerförmig ist.

Die Ventilelemente 80, 86 sind Teil der Ventilspindelanordnung 56, die außerdem den Hohlspindelabschnitt 90 enthält, der einen ausdehnbaren Abschnitt aufweist, der wie eine Ziehharmonika oder ein Blasebalg 92 aufgebaut ist, und der ermöglicht, daß der Spindelabschnitt 90 in axialer Richtung ausdehnbar und zu­ sammenziehbar ist. Von jedem Ventilelement 80, 86 steht eine flexible Membran 94, 96 ab, wobei eine Ventilspindelanordnung 56 aus PTFE gebildet sein kann und günstig in zwei Abschnitten gebildet ist, die entweder mechanisch aneinander befestigt oder durch Schweißen versiegelt sind. Die Ventilspindelanordnung 56 ist in geeigneter Weise gefertigt.

Das Ventilgehäuse 52 kann aus einem Hauptgehäuseabschnitt 102, ei­ nem unteren Gehäuseabschnitt 104 und einem oberen Gehäuseabschnitt 106 be­ stehen. Der untere Gehäuseabschnitt 104 weist eine Federkammer 108 auf, in der eine untere erste Feder 110 angeordnet ist, die aus einer Hauptfeder 111 und ei­ ner Zusatzfeder 112 besteht. Eine Federnabe 114 ist mit der Feder 110 in Eingriff und weist eine integrale Membran 116 auf. Der obere Gehäuseabschnitt 106 ist durch eine Mutter 117 am Hauptgehäuseabschnitt 102 befestigt, während der un­ tere Gehäuseabschnitt 104 durch eine zusätzliche Mutter 118 am Hauptgehäuse­ abschnitt 102 befestigt ist. Die Gehäuseabschnitte sind in geeigneter Weise aus PFA gebildet, etwa durch Druckguß. Die Muttern 117, 118 sind in geeigneter Weise aus PVDF (Polyvinylidenfluorid) gebildet.

Der Betätigungsabschnitt 54 ist prinzipiell im oberen Gehäuseabschnitt 106 eingespannt. Der Betätigungsabschnitt 54 enthält einen Handgriff 120, eine rotierbare Welle 122, die am Handgriff 120 befestigt ist und sich in den oberen Gehäuseabschnitt 106 erstreckt, sowie einen Abschnitt 58 zum Kompensieren des Kriechens. Der Betätigungsabschnitt 54 enthält ferner einen Bewegungsübertra­ gungsabschnitt 126, der in der gezeigten Ausführungsform als mit Nocken verse­ hene Abschnitte 128 aufgebaut ist, die mit Nocken versehene Flächen 129 auf­ weisen. Alternativ kann der Bewegungsübertragungsabschnitt 126 einen mit Ge­ winde versehenen Abschnitt 132 auf der rotierbaren Welle 122 in Zusammenwir­ kung mit einem mit Gewinde versehenen Abschnitt 134 am Ventilgehäuse 52 ent­ halten.

Der Abschnitt 58 zum Kompensieren des Kriechens ist im oberen Gehäuseabschnitt 106 enthalten und als ein Mechanismus aufgebaut, der in einer Struktur 144 eine gekapselte obere zweite Feder 142 enthält. Die Struktur ist aus einem Käfig aufgebaut, der einen unteren Trägerkörper 146 mit einem "W"-förmi­ gen Querschnitt, einen oberen Halteabschnitt 148 und mehrere längliche Ele­ mente aufweist, die als Trägerstifte oder Stäbe 150 aufgebaut sind, die sich durch den unteren Trägerkörper 146 und den oberen Halteabschnitt 148 und zwischen diesen erstrecken. Der untere Körper und/oder der obere Halteabschnitt 148 sind gleitfähig mit den Stäben 150 derart in Eingriff, daß die gekapselte Feder 142 auf eine kleinere axiale Länge als die in Fig. 3 gezeigte zusammenziehbar ist. Ein Verbindungsabschnitt 151 erstreckt sich vom Bewegungsübertragungsabschnitt 126 zum zweiten Ventilelement 86 und zum Abschnitt 58 zum Kompensieren des Kriechens. Der Verbindungsabschnitt 151 enthält ein Verbindungselement 152, wobei sich ein T-förmiger Querschnitt vom Eingriff mit dem oberen Halteabschnitt 148 in Abwärtsrichtung erstreckt, um ein unteres Verbindungselement 156, das ebenfalls Teil des Verbindungsabschnitts 151 ist, zu berühren und an diesem in Eingriff zu gelangen. Das untere Verbindungselement 156 erstreckt sich durch den Hohlspindelabschnitt 90, um mit Hilfe der Federnabe 114 am zweiten Ventilele­ ment 86 und an der ersten Feder 110 in Eingriff zu gelangen. Das untere Verbin­ dungselement ist in geeigneter Weise aus kohlefaserverstärktem PEEK (Poly­ etheretherketon) gebildet. Der obere Halteabschnitt 148 und der untere Träger­ körper 146 können aus PVDF, PFA o. ä. gebildet sein. Die Trägerstäbe oder Stifte können als Bolzen aufgebaut sein und können aus kohlefaserverstärktem PEEK oder rostfreiem Stahl gebildet sein.

Eine Abwärtsbewegung des oberen T-förmigen Verbindungselements 152 verursacht eine Abwärtsbewegung des unteren Verbindungselements 156, um die erste Feder 110 zusammenzudrücken und um das untere oder zweite Ventilele­ ment 86 aus der in der Fig. 3 gezeigten geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung zu bewegen. Diese Abwärtsbewegung des oberen Halteabschnitts 148 verursacht eine entsprechende Abwärtsbewegung der unteren zweiten Feder 144 und des Ventilelements 80, bis es mit dem Ventilsitz 78 in Eingriff gelangt und die weitere Abwärtsbewegung durch den Ventilsitz 78 gestoppt wird. Nachfolgend verursacht eine weitere Abwärtsbewegung des oberen Halteabschnitts 146 keine Abwärtsbewegung des unteren Trägerkörpers 146, statt dessen drückt sie die zweite Feder 142 und den Mechanismus zum Kompensieren des Kriechens zu­ sammen. Wenn das obere Ventilelement 80 mit dem Ventilsitz 78 in einer ge­ schlossenen Stellung ist, wird die Schließkraft durch die zweite Feder 142 gelie­ fert, wobei die Kraft durch den Widerstand dieser Feder und die Federcharakteri­ stiken bestimmt ist. Die ersten und zweiten Federn 144, 142 sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, der mit einem Fluoropolymer beschichtet ist.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist die Funktionsweise der Merkmale zum Kompensieren des Kriechens in vereinfachten diagrammartigen Querschnittsan­ sichten erläutert. Diese Figuren zeigen den Bewegungsübertragungsabschnitt 126 als einen Gewindeabschnitt 132 auf der Welle, der mit einem Gewindeabschnitt 134 am Gehäusekörper 52 in Eingriff ist. In Fig. 4 ist der Handgriff 120 so gedreht, daß er vollständig offen ist, wobei das untere Ventilelement 86 in Schließstellung mit dem unteren Ventilsitz 84 ist, der durch die von der ersten Feder 110 gelieferte Schließkraft am unteren Ventilelement 86 gehalten wird. Der Abschnitt 58 zum Kompensieren des Kriechens ist in seiner vollständig ausgestreckten Stellung, so daß die Vorbelastung der zweiten Feder 142 eine Kraft lediglich gegen die Struk­ tur 144 zum Kompensieren des Kriechens ausübt. Das obere Ventilelement 80 ist in der geöffneten Stellung, wodurch ein Fließen zwischen dem ersten Strömungs­ kanal 80 und dem dritten Strömungskanal 74 bewirkt wird.

In Fig. 5 ist der Handgriff 120 bis zu dem Punkt gedreht worden, an dem das obere Ventilelement 80 am ersten Ventilsitz 78 in Eingriff gelangt. An diesem Punkt hat sich der Abschnitt 58 zum Kompensieren des Kriechens abwärts be­ wegt, er ist jedoch noch vollständig ausgestreckt, wobei das untere Verbindungs­ element 156 das untere Ventilelement 86 abwärts geschoben und somit vom er­ sten Ventilsitz 84 getrennt hat. Somit ist nun der Ventilabschnitt 76, der den ersten Strömungskanal 70 vom dritten Strömungskanal 74 trennt, geschlossen, ferner ist der Ventilabschnitt 82 zwischen dem zweiten Strömungskanal 72 und dem dritten Strömungskanal 74 geöffnet.

In Fig. 6 ist der Handgriff bis zum Ende seines Bereichs der Drehbewe­ gung gedreht worden, wobei sich der Abschnitt 58 zum Kompensieren des Krie­ chens durch eine weitere Abwärtsbewegung des oberen Halteabschnitts 148 zu­ sammengezogen hat, wodurch sich die Stifte 150 von dem Abschnitt 58 nach oben erstrecken. Die weitere Abwärtsbewegung des oberen Halteabschnitts 148 hat außerdem das untere Ventilelement 86 für einen größeren Abstand vom unte­ ren Ventilsitz 84 weiter nach unten geschoben. Dadurch, daß das obere Ventil­ element 80 gegen eine weitere Abwärtsbewegung blockiert ist, wenn sich das un­ tere Ventilelement 86 bewegt, ist die Ventilspindelanordnung 56 gezwungen, sich axial auszudehnen, was am Balgabschnitt 92 erfolgt. Es ist anzumerken, daß die erste Feder 110 in Fig. 5 im Vergleich zu Fig. 4 zusammengepreßt ist und in Fig. 6 noch weiter zusammengepreßt ist. Die zweite Feder 142 im Abschnitt zum Kom­ pensieren des Kriechens ist in Fig. 6 im Vergleich zu den Fig. 4 und 5 zusammen­ gepreßt.

Somit werden durch die ersten und zweiten Federn 110, 144 die Schließ­ kräfte der Ventilelemente 80, 86 an den Ventilsitzen 78, 82 erzeugt. Jedes Krie­ chen, das in den Ventilkomponenten stattfindet, wird weder in irgendeinem be­ deutenden Umfang die Schließdrücke noch dementsprechend die Integrität der Ventilabschnitte beeinflussen.

Der Handgriff 120 und die drehbare Welle 122 werden sich vorzugsweise um eine vorgegebene Drehstrecke drehen, die eine Vierteldrehung sein kann, wie durch den mit dem Bezugszeichen 162 (Fig. 2) bezeichneten Kreisbogen ange­ zeigt ist. Dies wird mit den in Fig. 7 gezeigten Nockenabschnitten 128 einfach rea­ lisiert. Wenn die in den Fig. 4, 5 und 6 erläuterten Gewindeabschnitte 128 ver­ wendet werden, sind für die vollständige Drehstrecke einer solchen Konfiguration mehrere Umdrehungen notwendig. Die Bewegungsübertragungsabschnitte über­ setzen die Drehbewegung in eine lineare und axiale Bewegung, die das obere Ventilelement 80, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, um eine erste vorgegebene lineare Strecke d1 bewegt. Die Drehbewegung verschiebt außerdem ein Verbin­ dungselement 166, wie etwa den in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigten oberen Halteab­ schnitt 148 um eine zweite vorgegebene Strecke d2, wie in Fig. 6 erläutert ist. Die Differenz zwischen d2 und d1 ist gleich der Kontraktion des Mechanismus 58 zum Kompensieren des Kriechens, wie durch die Strecke d3 von Fig. 6 gezeigt ist. Au­ ßerdem wird in Fig. 6 die Abwärtsbewegungsstrecke d4 des unteren Ventilele­ ments 86 durch die Kontraktion des Abschnitts 58 zum Kompensieren des Krie­ chens nicht beeinflußt und ist diese Strecke d4 gleich der Strecke d2.

Die Verwendung der Federkräfte zum Schaffen der Schließdrücke für die Ventilelemente 80, 86 minimiert effektiv das Vorkommen von Kriechen und schafft eine Selbstkompensation von auftretendem Kriechen. Derartige Ventile sind in Umgebungen geeignet, in denen die Fluiddrücke nicht ausreichend sind, um die Schließdrücke zu überwinden.

Claims (13)

1. Kunststoffventil, speziell ein Dreiwege-Kunststoffventil, mit einem Ventilge­ häuse (52), das einen ersten Ventilsitz (78), der auf das Ventilgehäuse (52) axial ausgerichtet ist und mit einem ersten Ventilelement (80) zusammenwirkt, einen zweiten Ventilsitz (82), der auf das Ventilgehäuse (52) axial ausgerichtet ist und mit einem zweiten Ventilelement (80) zusammenwirkt, und eine Betätigungsein­ richtung (54), die die Ventilelemente (80, 86) axial bewegt und mit einem axial be­ weglichen Verbindungsabschnitt (151) versehen ist, der sich von der Betätigungs­ einrichtung (54) zum zweiten Ventilelement (86) erstreckt, umfaßt, gekennzeich­ net durch einen gekapselten und zusammenpreßbaren Federabschnitt (142-152), der zwischen der Betätigungseinrichtung (54) und dem ersten Ventilelement (80) angeordnet ist und in axialer Richtung beweglich ist, ohne sich zusammenzuzie­ hen, bis das erste Ventilelement (80) auf dem ersten Ventilsitz (78) aufsitzt.

2. Kunststoffventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (86) gegen den zweiten Ventilsitz (82) federvorbelastet ist.

3. Kunststoffventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelemente (80, 86) über einen ausdehnbaren und zusammenziehba­ ren Spindelabschnitt (90) verbunden sind.

4. Kunststoffventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelabschnitt (90) einen Balgabschnitt (92) aufweist.

5. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (54) eine mit Nocken versehene Fläche (126) zur Bewegungsübertragung enthält.

6. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (54) einen Handgriff (120) aufweist, der einen vorgegebenen Drehbewegungsbereich von vorzugsweise einer Vierteldre­ hung aufweist.

7. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilelement (80, 86) eine einteilig ausgebildete Membran aufweist, die sich hiervon in dichtem Eingriff mit dem Ventilgehäuse (52) erstreckt.

8. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilsitz einen Ventilelement-Kontaktabschnitt aufweist, wobei radial benachbart zu diesem eine kreisförmige Nut angeordnet ist, um dem Ventil­ sitz eine Flexibilität zu verleihen.

9. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilelement (80, 86) einen Teller und eine umlaufende Mem­ bran enthält.

10. Kunststoffventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelemente (80, 86) mit ihren Tellern und Membranen zusammen mit dem Hohlspindelabschnitt (90) einteilig ausgebildet sind.

11. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilsitze (78, 82) und ihre Ventilelemente (80, 86) axial ausge­ richtet sind.

12. Kunststoffventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gekapselte und zusammenpreßbare Federabschnitt (142-152) zwei Träger (146, 148) enthält, die in axialer Richtung beabstandet sind und eine Feder (142) einkapseln.

13. Kunststoffventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Träger (146, 148) mit axial sich erstreckenden Stiften (150) in Gleiteingriff sind.