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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Neuerung betrifft ein Scheibenventil mit Leckagesicherung mit einem
entlang einer Trennfläche geteilten Ventilgehäuse,
das einen ersten Ventilgehäuseteil mit einer ersten Durchtrittsöffnung
und einen zweiten Ventilgehäuseteil mit einer zweiten Durchtrittsöffnung
aufweist. Ein scheibenförmiges Schließglied zum
Schließen und Öffnen der Durchtrittsöffnungen,
welches um eine in dem Ventilgehäuse verlaufende Drehachse
drehbar ist und zu diesem Zweck zwei im Ventilgehäuse drehbar
gelagerte Lagerzapfen hat, arbeitet mit einer auf der Innenseite eines
Dichtrings angeordneten Ventilsitzfläche zusammen. Dieser
Dichtring dichtet außerdem die Trennfläche ab,
wozu er zwischen den Ventilgehäuseteilen eingespannt ist,
und er besitzt zwei diametral gegenüberliegende Lagerzapfen-Bohrungen,
in denen die Lagerzapfen dichtend Aufnahme finden. Das Schließglied
weist eine an seinem Umfang angeordnete, zum Dichtring offenen Ringnut
auf, die im Bereich des ersten Lagerzapfens eine fluiddichte Trennung
erfährt. Die Ringnut ist an der Trennstelle mit ihrem jeweiligen
Ende jeweils mit einer Zapfenlängsbohrung fluidgängig
verbunden, wobei die Zapfenlängsbohrungen, getrennt voneinander,
in dem ersten Lagerzapfen verlaufen, unterhalb des Dichtrings jeweils
aus der Mantelfläche des ersten Lagerzapfens seitlich austreten,
dort, in der Schließstellung des Schließglieds,
sich jeweils in einer Verbindungsbohrung einer die Mantelfläche
dichtend umschließenden ringförmigen Schaltdichtung
fluidgängig fortsetzen und anschließend jeweils
mit einem Kanal fluidgängig verbunden sind. Die Kanäle
münden, getrennt voneinander, in die Umgebung des Ventilgehäuses
aus, und jeder der Verbindungswege zwischen der Zapfenlängsbohrung
und dem zugeordneten Kanal ist, in radialer Richtung gesehen, jeweils ausgehend
von der Außenseite der dazwischen liegenden Schaltdichtung,
vollständig in dem zugeordneten Ventilgehäuseteil
ausgebildet.
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Scheibenventile
dieser Art sind in ihrer Schließstellung durch die Ringnut
im scheibenförmigen Schließglied leckagegesichert,
da diese zwei voneinander beabstandete, umlaufende Abdichtungsstellen
schafft, zwischen denen ein einerseits von der Ringnut und andererseits
von dem Dichtring begrenzter Leckagehohlraum gebildet ist. Dieser
Leckagehohlraum ist darüber hinaus auch im Durchfluss spül-
und reinigbar, sofern er über seinen von den Anschlussstellen
mit den beiden Zapfenlängsbohrungen wegführenden
Umfang fluidgängig ausgebildet ist.
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STAND DER TECHNIK
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Ein
Scheibenventil mit Leckagesicherung der gattungsgemäßen
Art, das mit einem einfachen und preiswerten Dichtring auskommt,
ist aus der die Priorität der
PCT/EP 2009/008192 begründenden
DE 20 2008 060 065.2 bekannt.
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Bei
diesem Scheibenventil ist in der relevanten Schließstellung
der Austritt der Zapfenlängsbohrungen aus der Mantelfläche
des ersten Lagerzapfens nicht, wie dies bei dem Scheibenventil gemäß der
DE 20 2006 012 553
U1 der Fall ist, in der Trennfläche zwischen den
beiden Ventilgehäuseteilen vorgesehen, sondern jeder der
Verbindungswege zwischen der Zapfenlängsbohrung und dem
zugeordneten Kanal ist, in radialer Richtung gesehen, jeweils ausgehend
von der Außenseite der dazwischen liegenden Schaltdichtung,
vollständig in dem zugeordneten Ventilgehäuseteil
ausgebildet. Eine diesbezügliche Ausführungsform
lässt sich in jedem Falle dann realisieren, wenn der in
Frage kommende Verbindungsweg von der dem Lagerzapfen abgewandten Außenseite
des Ventilgehäuseteils in letzteres eingebracht wird. Die
Eintrittsstelle in die Außenseite ist dann allerdings mit
einem geeigneten Stopfen form- und/oder kraft – oder stoffschlüssig
zu verschließen.
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Ein
Verzicht auf einen diesbezüglichen Verschluss der Außenseite
des zugeordneten Ventilgehäuseteils erfordert eine Positionierung
und Ausrichtung des in Frage kommenden Verbindungsweges, die seine
Einbringung in das Ventilgehäuseteil von der Einbettungsseite
des ersten Lagerzapfens aus erlaubt.
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Die
bekannte Lösung hinsichtlich der Ausgestaltung des Verbindungsweges
zwischen der jeweiligen Zapfenlängsbohrung und dem zugeordneten Kanal
ist auch auf Scheibenventile anwendbar, bei denen der Dichtring
nicht einstückig ausgebildet, sondern aus zwei Teilen zusammengesetzt
ist, wobei die Trennfläche zwischen den beiden Dichtring-Teilen
durch die Lagerzapfen-Bohrungen für die Lagerzapfen des
Schließgliedes verläuft. Ein solcher geteilter
Dichtring, dessen beide Hälften zweckmäßig kongruent
ausgebildet sind, ist aus der
DE 200 19 780 U1 bekannt, welche jedoch kein
Scheibenventil mit Leckagesicherung offenbart.
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Auch
die Schaltdichtung ist nicht zwingend einstückig auszubilden.
Hier kann eine Ausführung, bestehend zweckmäßig
aus zwei kongruenten Teilen, vorgesehen werden, wobei es zweckmäßig
ist, die Teilungsebene nicht durch die Verbindungsbohrungen der
Schaltdichtung zu führen.
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An
der jeweiligen Durchführung der Lagerzapfen durch den Dichtring
können erfahrungsgemäß Leckagen auftreten,
die ihre Ursachen in einer Beschädigung des Dichtrings
im abzudichtenden Durchführungsbereich, in einer Beschädigung
der Lagerzapfenoberfläche oder auch in nicht vorhersehbaren,
extremen Betriebsbedingungen (z. B. Druckstöße)
haben können. Diese eventuell auftretenden Leckagen sind
am zweiten, dem Antrieb benachbarten Lagerzapfen unproblematisch,
da sie dort unmittelbar in die Umgebung des Scheibenventils austreten
können und somit erkennbar sind.
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Am
ersten, dem Antrieb abgewandten Lagerzapfen sind diese eventuell
auftretenden Leckagen problematisch, da sie hier nicht unmittelbar
in die Umgebung austreten können, sondern ihr Austritt in
die Umgebung durch die Schaltdichtung verhindert wird. Diese Leckagen
beaufschlagen somit ggf. unkontrolliert einen Ringraum, der zum
Einen zwischen dem Dichtring und der Schaltdichtung und zum Anderen
zwischen der Mantelfläche des ersten Lagerzapfens und dem
Ventilgehäuse gebildet wird. Dieser mit Leckagen der vorg.
Art ggf. kontaminierte Ringraum stellt somit mikrobiologisch einen
kritischen Bereich dar, der einerseits einer Reinigung nicht zugänglich ist
und der andererseits damit die Gefahr einer Rekontamination in den
Produktbereich des Scheibenventils hinein in sich birgt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, ein Scheibenventil mit Leckagesicherung
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das auch
unter extremen Zustands- und Betriebs-Bedingungen ein Höchstmaß an
sanitärer Sicherheit bietet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER NEUERUNG
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Scheibenventils mit
Leckagesicherung gemäß der Neuerung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Der
grundlegende neuerungsgemäße Gedanke besteht darin,
dass der in Rede stehende, sanitär kritische Ringraum zum
Einen zwischen dem Dichtring und der Schaltdichtung und zum Anderen zwischen
der Mantelfläche des ersten Lagerzapfens und dem Ventilgehäuse
nunmehr drainierbar ausgestaltet ist. Dies gelingt dadurch, dass
dieser Ringraum über wenigstens einen im Ventilgehäuse
ausgebildeten Verbindungskanal mit der Umgebung des Scheibenventils
fluiddurchlässig verbunden ist.
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Eine
erste Ausführungsform sieht diesbezüglich vor,
dass der wenigstens eine Verbindungskanal, entweder fern der oder
in der Trennfläche, jeweils vollständig im ersten
Ventilgehäuseteil ausgebildet ist. Bei Ausbildung fern
der Trennfläche wird der Verbindungskanal dabei vorzugsweise
als zylindrische Bohrung ausgeführt. Ausgehend von der Trennfläche
wird der Verbindungskanal zweckmäßig in Form einer
rinnenförmigen Vertiefung mit einem einfach herstellbaren
Rinnenquerschnitt ausgeführt.
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Eine
zweite Ausführungsform sieht diesbezüglich vor,
dass der wenigstens eine Verbindungskanal, entweder fern der oder
in der Trennfläche, jeweils vollständig im zweiten
Ventilgehäuseteil ausgebildet ist. Die vorstehend angegebenen
Ausführungsbedingungen finden entsprechend Anwendung.
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Weiterhin
wird eine dritte Ausführungsform vorgeschlagen, bei der,
entweder fern der oder in der Trennfläche, im ersten und
im zweiten Ventilgehäuseteil jeweils wenigstens ein Verbindungskanal
vollständig ausgebildet ist. Die vorstehend angegebenen Ausführungsbedingungen
finden entsprechend Anwendung.
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Eine
bevorzugte vierte Ausführungsform sieht vor, dass der wenigstens
eine Verbindungskanal jeweils aus einer ersten Verbindungskanal-Hälfte und
einer zweiten Verbindungskanal-Hälfte besteht. Diese beiden
Verbindungskanal-Hälften ergänzen sich, bezogen
auf den Durchtrittsquerschnitt des Verbindungskanals, in der Trennfläche
zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen einander zu dem
geschlossenen Verbindungskanal, wobei die erste Verbindungskanal-Hälfte
in dem ersten Ventilgehäuseteil und die zweite Verbindungskanal-Hälfte
in dem zweiten Ventilgehäuseteil ausgeführt ist.
Die Durchtrittsquerschnitte der beiden Verbindungskanal-Hälften
werden dabei vorzugsweise mit einem Halbkreis- oder Kreisabschnitts-
oder auch Rechteckquerschnitt ausgeführt. Andere, durch
stetig gekrümmte Kurven oder geradlinige Linienabschnitte
begrenzte Querschnittsformen sind ebenfalls möglich. Stetig
gekrümmte Kurven ohne sanitär problematische Ecken haben
den Vorzug vor geradlinig begrenzten Querschnittsformen. Der Durchtrittsquerschnitt
wird zweckmäßig auf beide Ventilgehäuseteile
gleichverteilt.
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Da
aus Gründen einer möglichst unverzüglichen
Erkennbarkeit auftretender Leckagen besonderer Wert auf einen selbsttätig
sich entleerenden Ringraum zu legen ist, wird weiterhin vorgeschlagen, dass
der wenigstens eine Verbindungskanal oder die beiden komplementären
Verbindungskanal-Hälften in der jeweiligen Einbaulage des
Scheibenventils jeweils schwerkraftseitig zu seinem bzw. ihrem umgebungsseitigen
Austritt hin ein Gefälle aufweist bzw. aufweisen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine
eingehendere Darstellung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung
und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den
Ansprüchen. Während die Neuerung in den verschiedensten Ausführungsformen
realisiert ist, wird in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
einer bevorzugten Ausführungsform des vorgeschlagenen Scheibenventils
mit Leckagesicherung dargestellt und nachfolgend nach Aufbau und
Funktion beschrieben unter der Voraussetzung, dass diese Ausführungsform
nur ein Beispiel für die Neuerung darstellt, nicht aber
die Neuerung auf dieses speziell dargestellte Beispiel beschränkt
ist.
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Es
zeigen
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1 ein
Scheibenventil mit Leckagesicherung gemäß der
Neuerung in einer Ansicht in Richtung der Längsachse seiner
Durchtrittsöffnung;
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1a das
Scheibenventil gemäß 1 in einer,
bezogen auf 1, Seitenansicht hierzu;
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2 in
perspektivischer Darstellung das Ventilgehäuse des Scheibenventils;
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3 in
perspektivischer Darstellung die Einzelteile des Ventilgehäuses
gemäß 2, wobei die Einzelteile in
einer sog. Explosionszeichnung aufgereiht sind;
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4 einen
Mittelschnitt durch das Ventilgehäuse gemäß den 2 oder 3 entsprechend einem
in 1 oder der nachfolgenden 5 mit „A-A” gekennzeichneten
Schnittverlauf;
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5 einen
Mittelschnitt durch das Ventilgehäuse gemäß 4 entsprechend
einem dort mit „C-C” gekennzeichneten Schnittverlauf;
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6 einen
Mittelschnitt durch Ventilgehäuse des Scheibenventils gemäß den 1, 1a entsprechend
einem in 1a mit „B-B” gekennzeichneten
Schnittverlauf;
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7 in
vergrößerter Darstellung eine in der Schnittdarstellung
gemäß 4 mit „Y” gekennzeichnete
Einzelheit im Bereich des Ventilgehäuses der zweiten Ausführungsform
des Scheibenventils und
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8 in
perspektivischer Darstellung eine Schaltdichtung, wie sie im Ventilgehäuse
des Scheibenventils gemäß den 1 bis 7 Aufnahme
findet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein
Scheibenventil 1 mit Leckagesicherung in einer bevorzugten
Ausführungsform zeigen, jeweils in einer Ansicht, die 1 und 1a,
wobei 1 eine Ansicht offenbart, wenn der Beobachter
in Richtung der Längsachse der vom Scheibenventil 1 geschalteten
Durchtrittsöffnungen 2a*, 2b* blickt, und
wobei 1a die Seitenansicht des Scheibenventils 1 gemäß 1,
von links gesehen, darstellt.
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Das
Scheibenventil 1 besteht aus einem Ventilkörper 100,
der über ein Laternengehäuse 200 und
mittels einer Kupplung 300 mit einem Ventilantrieb 1000 verbunden
ist. Ventilkörperseitig ist die Verbindung mit dritten
Verbindungsmitteln 210a, 210b, beispielsweise
in Form einer lösbaren Verbindung aus zwei Durchgangsschrauben 210a mit
jeweils einer Schraubmutter 210b, und antriebsseitig ist
sie mit einem vierten Verbindungsmittel 220, beispielsweise
in Form einer gleichfalls lösbaren Verbindung mit einer
im Ventilantrieb 1000 in eine Grundlochbohrung mit Gewinde
eingreifenden Kopfschraube, ausgeführt.
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Die
Verbindung eines Ventilgehäuses 2 mit in der Regel
beiderseits an dieses herangeführten Rohrleitungen oder
Rohrleitungsabschnitten oder -armsturen erfolgt über Ringflansche 400,
von denen jeder vorzugsweise über zweite Verbindungsmittel 14a, 14b,
beispielsweise in Form einer lösbaren Verbindung aus mehreren über
den Umfang verteilt angeordneten, durch das Ventilgehäuse 2 insgesamt hindurchgreifenden
Durchgangsschrauben 14a mit jeweils einer Schraubmutter 14b,
mit einem zugeordneten Ventilgehäuseteil 2a, 2b lösbar
verbunden ist (s. 1 bis 5). Die
Abdichtung zwischen dem Ringflansch 400 und dem zugeordneten
Ventilgehäuseteil 2a, 2b erfolgt mittels
einer ersten und einer zweiten Flanschdichtung 16, 17 (3, 4).
Das jeweilige rohr- bzw. armaturenseitige Ende des Ringflansches 400 kann
beispielsweise als Kegelstutzen mit Nutmutter oder als Gewindestutzen
oder als Schweißstutzen oder als sog. Clampstutzen ausgebildet
sein, wie dies beispielsweise in der Firmendruckschrift GEA Tuchenhagen,
VARIVENT®-Scheibenventile, 008/0d-00,
für einfache Scheibenventile ohne Leckagesicherung offenbart
ist.
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Beide
Ausführungsformen des Scheibenventils 1 weisen,
bezogen auf seine senkrechte Normallage, untenseits am Ventilgehäuse 2 Anschlussstutzen 11, 12 für
die Ableitung von Leckageflüssigkeit in die Umgebung und
zur Zu- und Ableitung von Spül- und Reinigungsflüssigkeit
auf (1 bis 4, 6, 7).
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Der
Ventilkörper 100 besteht aus dem entlang einer
Trennfläche 5 geteilten Ventilgehäuse 2 (1 bis 5),
welches den ersten Ventilgehäuseteil 2a mit der
ersten Durchtrittsöffnung 2a* und den zweiten
Ventilgehäuseteil 2b mit der zweiten Durchtrittsöffnung 2b* aufweist.
Ein scheibenförmige Schließglied 3 (1, 3)
zum Schließen und Öffnen der Durchtrittsöffnungen 2a*, 2b*,
welches um eine in dem Ventilgehäuse 2 verlaufende
Drehachse L drehbar ist und zu diesem Zweck zwei im Ventilgehäuse 2 drehbar
gelagerte Lagerzapfen 3a, 3b hat (3, 4, 6),
arbeitet mit einer auf der Innenseite eines im Wesentlichen kreisförmigen Dichtrings 4 angeordneten
Ventilsitzfläche 4c zusammen (5, 6).
Dieser Dichtring 4 dichtet außerdem die Trennfläche 5 ab,
wozu er zwischen den Ventilgehäuseteilen 2a, 2b in
jeweils einer in diesen mit einer Hinterschneidung eingreifenden
Ringnut 2a.1 bzw. 2b.1 eingespannt ist. Die form-
und kraftschlüssige Verbindung der Ventilgehäuseteile 2a, 2b miteinander
erfolgt mittels wechselseitig in diese eingreifende, einander gegenüberliegende,
außerhalb des Dichtrings 4 angeordnete erste Verbindungsmittel 6,
wobei vorzugsweise zwei vorgesehen sind, die bevorzugt als Kopfschrauben
mit vollständig eingesenkten Köpfen ausgebildet
sind. Die aus der ersten und der zweiten Ringnut 2a.1, 2b.1 gebildete
Gesamtnut 2a.1/2b.1 ist demzufolge hammerförmig
hinterschnitten, so dass dadurch ein radiales Herausreißen
des Dichtrings 4 in die Durchtrittsöffnungen 2a*, 2b* hinein
sicher verhindert wird.
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Der
Dichtring 4 besitzt zwei diametral gegenüberliegende
Lagerzapfen-Bohrungen 4a, 4b (4, 6),
in denen die Lagerzapfen 3a, 3b dichtend Aufnahme
finden. Die Führung und Lagerung der Lagerzapfen 3a, 3b erfolgt über
Lagerbuchsen 7, 8, wobei die erste Lagerbuchse 7 den
ersten Lagerzapfen 3a innenseits aufnimmt und ihrerseits
außenseits in einer ersten Lagerhalbbohrung 2a.5 im
ersten Ventilgehäuseteil 2a und in einer zweiten
Lagerhalbbohrung 2b.5 im zweiten Ventilgehäuseteil 2b Aufnahme findet.
Die zweite Lagerbuchse 8 nimmt innenseits den zweiten Lagerzapfen 3b auf
und findet außenseits in einer dritten Lagerhalbbohrung 2a.6 im
ersten Ventilgehäuseteil 2a und in einer vierten
Lagerhalbbohrung 2b.6 im zweiten Ventilgehäuseteil 2b Aufnahme
(s. auch 3, 7). Der
zweite Lagerzapfen 3b endet endseitig in einem Vierkantzapfen 3b.1 (2 bis 4),
der in eine korrespondierende Aufnahmebohrung in der Kupplung 300 formschlüssig eingreift
(1a).
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Das
Schließglied 3 weist eine an seinem Umfang angeordnete,
zum Dichtring 4 offene Ringnut 3c auf (5, 6),
die bevorzugt symmetrisch zu einer durch die Drehachse L verlaufenden
Meridianebene M des Schließglieds 3 angeordnet
ist, sich auf zwei beiderseits der Lagerzapfen 3a, 3b erstreckende
Ringnuthälften 3c.1, 3c.2 aufteilt und
deren Enden bis an den zweiten Lagerzapfen 3b heranreichen
und dort bevorzugt durch eine Verbindungsbohrung 3d.1 fluidgängig
miteinander verbunden sind. Im Bereich des ersten Lagerzapfens 3a erfahren
die Ringnuthälften 3c.1, 3c.2 eine fluiddichte
Trennung durch eine sich in dem ersten Lagerzapfen 3a fortsetzende, eine
Trennstelle bildende Trennwand 3e (6). Jede
Ringnuthälfte 3c.1, 3c.2 ist im Bereich
der Trennstelle mit ihrem jeweiligen Ende, das sich dort zweckmäßig
zunächst in eine als Grundlochbohrung ausgebildete Anschlussbohrung 3d.2, 3d.3 verlängert,
jeweils mit einer Zapfenlängsbohrung 3d.4, 3d.5 fluidgängig
verbunden.
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Die
Zapfenlängsbohrungen 3d.4, 3d.5 verlaufen,
getrennt voneinander, in dem ersten Lagerzapfen 3a, wobei
sie bevorzugt parallel zur Drehachse L und vom freien Ende her in
diesen eingreifen und in der Symmetrieebene der Ringnut 3c angeordnet
sind. Falls die Ringnut 3c, wie dies bevorzugt vorgesehen
ist, symmetrisch zur durch die Drehachse L verlaufenden Meridianebene
M des Schließglieds 3 verläuft, ergeben
sich sehr einfache Bedingungen zur Herstellung fluidgängiger,
strömungsgünstiger Verbindungen zwischen den Ringnuthältern 3c.1, 3c.2 zum
Einen und den Zapfenlängsbohrungen 3d.4, 3d.5 zum
Anderen.
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Unterhalb
des Dichtrings 4 treten die Zapfenlängsbohrungen 3d.4, 3d.5 jeweils
aus einer Mantelfläche 3a.1 des ersten Lagerzapfens 3a seitlich über eine
Radialbohrung 3d.8, 3d.9 aus (7),
und letztere setzen sich dort, in der Schließstellung des Schließglieds 3,
jeweils in einer Verbindungsbohrung 9a, 9b (7)
einer die Mantelfläche 3a.1 dichtend umschließenden
ringförmigen Schaltdichtung 9 (7)
fluidgängig fort. Die Verbindungsbohrungen 9a, 9b sind
anschließend jeweils über eine erste Querbohrung 2a.2 bzw.
eine zweite Querbohrung 2b.2 (4) mit einem
in dem Anschlussstutzen 11 bzw. 12 verlaufenden
Kanal 11a bzw. 12a fluidgängig verbunden
(7). Die Kanäle 11a, 12a münden,
getrennt voneinander, in die Umgebung des Ventilgehäuses 2 aus.
Die Radialbohrungen 3d.8, 3d.9 sind bevorzugt
rein radial orientiert, d. h. sie stehen auch senkrecht auf der
Drehachse L und haben keine axiale und/oder tangentiale Richtungskomponente.
Ein diesbezüglicher Verlauf ist nicht zwingend notwendig,
sondern die Radialbohrung 3d.8, 3d.9 kann auch als
Querbohrung mit einer axialen und/oder tangentialen Richtungskomponente
ausgeführt sein. Wesentlich ist, dass ihre jeweilige Austrittsöffnung
an der Mantelfläche 3a.1 des ersten Lagerzapfens 3a in
der Schließstellung des Scheibenventils 1 mit
der zugeordneten Austrittsöffnung der Verbindungsbohrung 9a, 9b zur
Deckung kommt. Jeder der Verbindungswege zwischen der Zapfenlängsbohrung 3d.4, 3d.5 und
dem zugeordneten Kanal 11a, 12a ist, in radialer Richtung
gesehen, jeweils ausgehend von der Außenseite der dazwischen
liegenden Schaltdichtung 9, vollständig in dem
zugeordneten Ventilgehäuseteil 2a, 2b ausgebildet.
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Besonders
einfache Bedingungen für die Einbringung der Querbohrung 2a.2, 2b.2,
von der Seite der Schaltdichtung 9 aus gesehen, unter den vorstehend
beschriebenen Bedingungen sind insbesondere dann gegeben, wenn die
Längsachse der Verbindungsbohrung 9a bzw. 9b senkrecht
auf der Trennfläche 5 steht (7, 4).
Unabhängig von dieser vorteilhaften, speziellen Orientierung
ist vorgesehen, dass die Längsachsen und die Durchmesser
der im Ventilgehäuseteil 2a, 2b angeordneten Querbohrung 2a.2, 2b.2 und
der zugeordneten Verbindungsbohrung 9a bzw. 9b miteinander
fluchten.
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Die
fluidgängige Verbindung der Querbohrung 2a.2, 2b.2 mit
der zugeordneten Zapfenlängsbohrung 3d.4, 3d.5,
wobei letztere jeweils bevorzugt in der Trennfläche 5 und
demnach um 90 Grad gegenüber der bevorzugten Anordnungsebene
der Querbohrungen 2a.2, 2b.2 positioniert sind,
in der Schließstellung des Scheibenventils 1 ist
unerwartet einfach zu realisieren, wenn die jeweilige Austrittsstelle
der Zapfenlängsbohrung 3d.4, 3d.5 aus
der Mantelfläche 3a.1 in Form der vorstehend beschriebenen
Radialbohrung 3d.8, 3d.9 ausgebildet ist, die in
der Schließstellung des Schließglieds 3 mit
der Verbindungsbohrung 9a, 9b korrespondiert (4, 7).
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Längsachse der Radialbohrung 3d.8, 3d.9 und
jene der Verbindungsbohrung 9a bzw. 9b miteinander
fluchten.
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In
die Stirnfläche des ersten Lagerzapfens 3a greifen
zwei Verbindungsrinnen 3d.6, 3d.7 ein (7),
von denen jede jeweils endseitig von der Mantelfläche 3a.1 beabstandet
ist, wobei die erste Verbindungsrinne 3d.6 die erste Radialbohrung 3d.8 mit
der ersten Zapfenlängsbohrung 3d.4 und die zweite
Verbindungsrinne 3d.7 die zweite Radialbohrung 3d.9 mit
der zweiten Zapfenlängsbohrung 3d.5 fluidgängig
verbinden. Die beiden Verbindungsrinnen 3d.6, 3d.7.
stellen somit auf denkbar einfache Weise eine Verbindung her zwischen
zwei vorzugsweise senkrecht aufeinander stehenden Anordnungsebenen,
wobei in der einen die Radialbohrungen 3d.8, 3d.9 und
in der anderen die Zapfenlängsbohrungen 3d.4, 3d.5 angeordnet
sind. Bei diesen Verbindungsrinnen 3d.6, 3d.7 handelt
es sich um rinnenförmige Vertiefungen, die herstellungsbedingt
zunächst zur Stirnfläche hin offen sind und danach
erst abgedeckt und in geeigneter Weise verschlossen werden. Der Durchtrittsquerschnitt
ist, in Längsrichtung der Verbindungsrinne gesehen, vorzugsweise
rechteckförmig; er kann aber auch, bedingt durch das herstellende
Werkzeug, halbkreisförmig, dreiecksförmig oder trapezförmig
ausgebildet sein. Jedenfalls ist mit der Verbindungsrinne 3d.6, 3d.7 eine
große Variabilität hinsichtlich der Verbindung
zwischen der Zapfenlängsbohrung 3d.4, 3d.5 und
der zugeordneten Radialbohrung 3d.8, 3d.9 gegeben,
wobei letztere in fast beliebiger Position gegenüber der
zugeordneten Zapfenlängsbohrung 3d.4, 3d.5 aus
der Mantelfläche 3a.1 des ersten Lagerzapfens 3a austreten
kann.
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Die 4 und 7 zeigen,
dass die Stirnfläche des ersten Lagerzapfens 3a mit
einer Verschlussscheibe 10 abgedeckt ist, die wenigstens
das zur Stirnfläche offene jeweilige Ende der Verbindungsrinnen 3d.6, 3d.7 einschließlich
der Austrittsöffnungen der Zapfenlängsbohrungen 3d.4, 3d.5 fluiddicht
verschließt.
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Der
Kanal 11a, 12a ist vorteilhaft austrittsseitig,
d. h. an seinem der Umgebung zugewandten Ende, wenigstens teilweise
in dem Anschlussstutzen 11, 12 ausgebildet, der
in Richtung der Längsachse des Kanals 11a, 12a in
das zugeordnete Ventilgehäuseteil 2a, 2b eingeschraubt
ist (7). Eine andere Lösung sieht diesbezüglich
vor, dass der Kanal 118, 12a austrittsseitig wenigstens
teilweise in dem Anschlussstutzen 11, 12 ausgebildet
ist, und dass die Längsachse des Kanals 11a, 12a im
zugeordnete Ventilgehäuseteil 2a, 2b parallel
zur Trennfläche 5 oder mit dem umgebungsseitigen
Ende des Kanals 11a, 12a von der Trennfläche 5 wegstrebend
und, bezogen auf die senkrechte Normallage des Scheibenventils 1,
in beiden Fällen nach unten verlaufend orientiert ist.
Im letztgenannten Falle handelt es sich beispielsweise um eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen 11, 12 und
dem zugeordneten Ventilgehäuseteil 2a, 2b.
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Die
Schaltdichtung 9 weist einen ringförmigen ersten
Dichtungskörper 9c mit rechteckförmigem Querschnitt
auf (8), der die zwei Verbindungsbohrungen 9a, 9b aufnimmt.
An der äußeren Mantelfläche des ersten
Dichtungskörpers 9c ist im Bereich der jeweiligen
Verbindungsbohrung 9a, 9b ein vorzugsweise zylindrischer
Ansatzstutzen 9d, 9e angeformt, der von der zugeordneten
Verbindungbohrung 9a, 9b durchdrungen ist. Die
Schaltdichtung 9 findet in korrespondierenden Halbnuten 2a.4, 2b.4,
von denen die eine im ersten Ventilgehäuseteil 2a und
die andere im zweiten Ventilgehäuseteil 2b ausgebildet ist,
im Zusammenwirken mit dem ersten Lagerzapfen 3a unter radialer
und axialer Vorspannung Aufnahme (s. hierzu auch 3, 7).
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Beiderseits
der Schaltdichtung 9 ist, in Richtung der Drehachse L gesehen,
zwischen der Mantelfläche 3a.1 des ersten Lagerzapfens 3a und
einer Halbbohrung 2a.3, 2b.3 (7)
im Ventilgehäuseteil 2a, 2b ein umlaufender
Ringspalt s1, s2 vorgesehen, in den sich im Zuge des Vorspannens
der Schaltdichtung 9 zur Realisierung ihres planmäßigen
Einbauzustandes jeweils ein überschüssiges Dichtungsvolumen
auswulsten kann. Diesbezüglich ähnliche und zusätzliche
Funktion hat eine kreisabschnittsförmige Abflachung 9f, 9g,
die jeweils an der äußeren Mantelfläche
des ersten Dichtungskörpers 9c und jeweils zwischen
dem ersten und dem zweiten Ansatzstutzen 9d, 9e,
vorgesehen ist.
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Ein
zum Einen zwischen dem Dichtring 4 und der Schaltdichtung 9 und
zum Anderen zwischen der Mantelfläche 3a.1 des
ersten Lagerzapfens 3a und dem Ventilgehäuse 2 bzw.
den beiden Ventilgehäuseteilen 2a/2b gebildeter
Ringraum 15 (6) ist über wenigstens
einen im Ventilgehäuse 2 oder zwischen den beiden
Ventilgehäuseteilen 2a/2b oder im ersten
Ventilgehäuseteil 2a oder im zweiten Ventilgehäuseteil 2b ausgebildeten
Verbindungskanal 13, der bei einem gleichzeitigen Eingriff
des wenigstens einen Verbindungskanals in beide Ventilgehäuseteile 2a, 2b auch
in Form zweier Verbindungskanal- Hälften 13a, 13b ausgebildet
ist, mit der Umgebung des Scheibenventils 1 fluiddurchlässig
verbunden ist. Zwar befindet sich in der Regel im Ringraum 15 die erste
Lagerbuchse 7, jedoch sind letztere und der Ringraum 15 im
Zusammenwirken miteinander so ausgebildet, dass eine erste Leckage
L1, ggf. generiert nahe der ersten Lagerzapfenbohrung 4a im
Bereich zwischen der äußeren Mantelfläche
des Dichtrings 4 und dem Ventilgehäuse 2 bzw.
den Ventilgehäuseteilen 2a, 2b, und eine
zweite Leckage 12, ggf. generiert gleichfalls nahe der
ersten Lagerzapfenbohrung 4a im Bereich der Ventilsitzfläche 4c,
unbehindert dem Ringraum 15 zuströmen und aus
diesem über den Verbindungskanal 13 oder die komplementären
Verbindungskanal-Hälten 13a, 13b in die
Umgebung des Scheibenventils 1 gelangen können.
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Eine
dritte Leckage 13, ggf. generiert nahe der zweiten Lagerzapfenbohrung 4b im
Bereich zwischen der äußeren Mantelfläche
des Dichtrings 4 und dem Ventilgehäuse 2 bzw.
den Ventilgehäuseteilen 2a, 2b, und eine
vierte Leckage 14, ggf. generiert gleichfalls nahe der
zweiten Lagerzapfenbohrung 4b im Bereich der Ventilsitzfläche 4c,
sind sanitär unproblematisch, da der zweite Lagerzapfen 3b in
seinem weiteren Durchdringungsbereich durch das Ventilgehäuse 2 bzw.
die Ventilgehäuseteile 2a, 2b bis hin
zur Umgebung keine weitere Abdichtung erfährt und somit
die Leckagen 13 und 14 unbehindert von jeglicher Abdichtung
in die Umgebung des Scheibenventils 1 gelangen können.
-
Hinsichtlich
der Ausbildung des Verbindungskanals 13 gibt es eine Reihe
von gleichwertigen Lösungen. Der wenigstens eine Verbindungskanal 13 kann
beispielsweise jeweils vollständig im ersten Ventilgehäuseteil 2a ausgebildet
sein. Vollständig ist in diesem und auch im Rahmen der
nachstehenden weiteren Ausführungsbeispiele im Sinne eines vollständig
im entsprechenden Ventilgehäuseteil Aufnahme findenden
Durchtrittsquerschnitts des Verbindungskanals 13 zu verstehen.
Dabei kann der Durchtrittsquerschnitt ausschließlich von
dem infrage kommenden Ventilgehäuseteil berandet sein,
wenn die Positionierung des Verbindungskanals 13 fern von der
Trennfläche 5 vorgenommen wird. Ist der Verbindungskanal 13,
ausgehend von der Trennfläche 5 im infrage kommenden
Ventilgehäuseteil angeordnet, dann deckelt das andere Ventilgehäuseteil
quasi den offenen, rinnenförmigen Durchtrittsquerschnitt,
ohne selbst querschnittsbildend zu wirken.
-
Wie
in 6 beispielhaft dargestellt, ist der Verbindungskanal 13,
ausgehend von der Trennfläche 5, vollständig
im ersten Ventilgehäuseteil 2a eingearbeitet und
zur Trennflä che 5 hin offen. Das zweite Ventilgehäuseteil 2b bildet
dann an der Trennfläche 5 die Deckfläche
für den Verbindungskanal 13. Der Verbindungskanal 13 kann
aber auch, fern von der Trennfläche 5, und zwar
vollständig im vorstehend beschriebenen Sinne, im ersten
Ventilgehäuseteil 2a angeordnet sein.
-
Der
wenigstens eine Verbindungskanal 13 kann jeweils vollständig
im zweiten Ventilgehäuseteil 2b ausgebildet sein.
Die weiteren Modalitäten seiner Ausbildung und Positionierung
ergeben sich sinngemäß aus den vorstehenden Ausführungen
zur Ausbildung im ersten Ventilgehäuseteil 2a.
-
Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass, entweder fern von der oder in der Trennfläche 5,
im ersten Ventilgehäuseteil 2a und im zweiten
Ventilgehäuseteil 2b jeweils wenigstens ein Verbindungskanal 13 vollständig
ausgebildet ist.
-
Ein
weiterer Vorschlag sieht vor, dass der wenigstens eine Verbindungskanal 13 jeweils
aus einer ersten Verbindungskanal-Hälfte 13a und
einer zweiten Verbindungskanal-Hälfte 13b besteht,
die sich, bezogen auf den Durchtrittsquerschnitt des Verbindungskanals 13,
in der Trennfläche 5 einander zu dem geschlossenen
Verbindungskanal 13 ergänzen, und dass die erste
Verbindungskanal-Hälfte 13a in dem ersten Ventilgehäuseteil 2a und
die zweite Verbindungskanal-Hälfte 13b in dem
zweiten Ventilgehäuseteil 2b ausgeführt
sind.
-
Alle
Ausgestaltungsbeispiele des Verbindungskanals 13 bzw. der
Verbindungskanal-Hälften 13a, 13b werden
im Sinne einer größtmöglichen sanitären
Sicherheit bevorzugt so positioniert, dass der wenigstens eine Verbindungskanal 13 oder
die entsprechenden komplementären Verbindungskanal-Hälften 13a, 13b in
der jeweiligen Einbaulage des Scheibenventils 1 jeweils
schwerkraftseitig zu seinem bzw. ihrem umgebungsseitigen Austritt
hin ein Gefälle aufweist bzw. aufweisen.
-
Aus
dem oben Genannten wird verständlich, dass verschiedene
Modifikationen und Varianten realisiert werden können,
ohne vom Geist und dem neuen Konzept der vorliegenden Neuerung abzuweichen.
Dies ist so zu verstehen, dass keine Beschränkung auf die
beschriebene Ausführungsform beabsichtigt ist, welche hier
dargestellt und beschrieben oder nur beschrieben worden ist. Die
Offenbarung soll alle solchen Modifikationen umfassen, die sich
innerhalb des von den Ansprüchen beanspruchten Schutzumfangs
befinden.
-
- 1
- Scheibenventil
- 100
- Ventilkörper
- 200
- Laternengehäuse
- 210a,
-
- 210b
- dritte
Verbindungsmittel (Schraube, Mutter)
- 220
- vierte
Verbindungsmittel
- 300
- Kupplung
- 400
- Ringflansch
- 1000
- Ventilantrieb
- 2
- Ventilgehäuse
- 2a
- erster
Ventilgehäuseteil
- 2a*
- erste
Durchtrittsöffnung
- 2a.1
- erste
Ringnut
- 2a.2
- erste
Querbohrung
- 2a.3
- erste
Halbbohrung
- 2a.4
- erste
Halbnut
- 2a.5
- erste
Lagerhalbbohrung
- 2a.6
- dritte
Lagerhalbbohrung
- 2b
- zweiter
Ventilgehäuseteil
- 2b*
- zweite
Durchtrittsöffnung
- 2b.1
- zweite
Ringnut
- 2b.2
- zweite
Querbohrung
- 2b.3
- zweite
Halbbohrung
- 2.b.4
- zweite
Halbnut
- 2b.5
- zweite
Lagerhalbbohrung
- 2b.6
- vierte
Lagerhalbbohrung
- 3
- Schließglied
(scheibenförmig)
- 3a
- erster
Lagerzapfen (unterer)
- 3a.1
- Mantelfläche
(des ersten Lagerzapfens)
- 3b
- zweiter
Lagerzapfen (oberer)
- 3b.1
- Vierkantzapfen
- 3c
- Ringnut
- 3c.1
- erste
Ringnuthälfte
- 3c.2
- zweite
Ringnuthälfte
- 3d.1
- Verbindungsbohrung
- 3d.2
- erste
Anschlussbohrung
- 3d.3
- zweite
Anschlussbohrung
- 3d.4
- erste
Zapfenlängsbohrung
- 3d.5
- zweite
Zapfenlängsbohrung
- 3d.6
- erste
Verbindungsrinne
- 3d.7
- zweite
Verbindungsrinne
- 3d.8
- erste
Radialbohrung
- 3d.9
- zweite
Radialbohrung
- 3e
- Trennwand
- 4
- Dichtring
- 4a
- erste
Lagerzapfen-Bohrung (untere)
- 4b
- zweite
Lagerzapfen-Bohrung (obere)
- 4c
- Ventilsitzfläche
- 5
- Trennfläche
- 6
- erste
Verbindungsmittel
- 7
- erste
Lagerbuchse (untere)
- 8
- zweite
Lagerbuchse (obere)
- 9
- Schaltdichtung
- 9a
- erste
Verbindungsbohrung
- 9b
- zweite
Verbindungsbohrung
- 9c
- ringförmiger
erster Dichtungskörper
- 9d
- erster
Ansatzstutzen
- 9e
- zweiter
Ansatzstutzen
- 9f
- erste
Abflachung
- 9g
- zweite
Abflachung
- 10
- Verschlussscheibe
- 11
- erster
Anschlussstutzen
- 11a
- erster
Kanal
- 12
- zweiter
Anschlussstutzen
- 12a
- zweiter
Kanal
- 13
- Verbindungskanal
- 13a
- erste
Verbindungskanal-Hälfte
- 13b
- zweite
Verbindungskanal-Hälfte
- 14a,
14b
- zweite
Verbindungsmittel
- 15
- Ringraum
- 16
- erste
Flanschdichtung
- 17
- zweite
Flanschdichtung
- s1
- erster
Ringspalt
- s2
- zweiter
Ringspalt
- L
- Drehachse
- L1
- erste
Leckage
- L2
- zweite
Leckage
- L3
- dritte
Leckage
- L4
- vierte
Leckage
- M
- Meridianebene
(des Schließgliedes 3)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 2009/008192 [0003]
- - DE 202008060065 [0003]
- - DE 202006012553 U1 [0004]
- - DE 20019780 U1 [0006]