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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Exzenterventil und insbesondere ein Exzenterventil mit einer dreifach exzentrischen Konstruktion.
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Stand der Technik
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Die Absperrklappe stellt ein häufig verwendetes Flüssigkeitsventil dar und umfasst zum Einsetzen einer Antriebswelle ein radiales Wellenloch, mittels dessen das Ventilelement der Absperrklappe gedreht wird, um das Ventilelement zu öffnen oder zu schließen, wobei das Ventilelement mit einer dreifach exzentrischen Konstruktion ausgestattet ist. Herkömmliche Exzenterventile nach dem Stand der Technik umfassen: einen Ventilkörper, der eine Ventilkammer aufweist; eine Ventilstange, die durch den Ventilkörper durchsteckt; einen Ventilsockel, der in der Ventilkammer untergebracht ist; ein Dichtelement, das einen O-förmigen Ring aufweist und dessen beide Enden im radialen Querschnitt nicht symmetrisch sind; ein Ventilelement, das in axialer Richtung mit einem Wellenloch versehen ist, wobei das Wellenloch zum Durchstecken der Ventilstange dient, um das Öffnen und Schließen des Ventilelements zu steuern, wobei das Dichtelement das Ventilelement umfasst, so dass das Dichtelement, wenn das Ventilelement geschlossen ist, mit dem Ventilsockel in engem Kontakt steht.
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Das Exzenterventil ist in Form einer dreifach exzentrischen Konstruktion ausgebildet. Das Dichtelement weicht vom Paar der Wellenlöcher des Ventilelements und demzufolge auch von der Ventilstange ab. Die erste Exzentrizität kommt dadurch zustande, dass zwischen der radialen Mittellinie des Dichtelements und dem Mittelpunkt der Ventilstange ein orthogonaler Abstand vorliegt. Die zweite Exzentrizität kommt dadurch zustande, dass als Nächstes die zweite axiale Mittellinie der Ventilstange von der ersten axialen Mittellinie abweicht und zwischen diesen beiden ein Abstand besteht. Die dritte Exzentrizität kommt dadurch zustande, dass als Letztes ein Kegelkörper durch die Verlängerung der Innenfläche des Ventilsockels ausgebildet wird, wobei der orthogonale Abstand vom oberen Punkt des Kegelkörpers zur ersten axialen Mittellinie nicht größer als der Radius des Ventilelements ist. In der vierten Figur des US-Patents
US5975494 und der damit im Zusammenhang stehenden Beschreibung wird diese dreifach exzentrische Konstruktion explizit gezeigt und beschrieben. Bei der herkömmlichen Technik verläuft eine Seite des Kegelkörpers parallel zur axialen Richtung der Rohrleitung, daher muss das Dichtelement so gefertigt werden, dass es mit unterschiedlichen Winkeln in Übereinstimmung gebracht wird, um Winkel zu erhalten, die eng aneinander angepasst sind.
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Bei der herkömmlichen Technik ist der Ventilsockel auf die dreifach exzentrische Konstruktion abgestimmt. Die Neigung des Innenrands des Ventilsockels muss der Neigung des oben genannten exzentrischen Kegelkörpers entsprechen, d. h. der obere Innenrand des Ventilsockels weist eine Neigung auf, während der untere Innenrand des Ventilsockels horizontal ist. Die beiden Neigungen entsprechen der Neigung des Kegelkörpers. Die Neigung des Innenrands des gesamten Ventilsockels ändert sich von oben nach unten kontinuierlich.
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Um beim Ventilkörper mittels des Dichtelements eine vollständige Abdichtung zu erreichen, muss das ringförmige Dichtelement aufgrund der oben genannten Gestaltung des Kegelkörpers relativ zum axialen Mittelpunkt in einer radial kreisförmigen asymmetrischen Form ausgebildet werden, sodass der Außenrand, wenn das kreisförmige asymmetrische Dichtelement am Außenrand des Ventilkörpers angebracht wird und an den Ventilsockel anstößt, an verschiedenen Stellen eng an der inneren Kante des Ventilsockels anliegen kann und somit eine vollständige Abdichtung erreicht wird. Da das Dichtelement relativ zum axialen Mittelpunkt in einer radial kreisförmigen asymmetrischen Form ausgebildet ist, ist seine Herstellung ziemlich schwierig und zudem bringt es bei der Montage ein Problem mit der Richtung mit sich. Das Dichtelement muss nämlich in vorbestimmter Richtung in den Ventilkörper eingesetzt werden. Wenn das Dichtelement allerdings verrutscht, wird der Abdichtungszustand zunichte gemacht und folglich eine Leckage verursacht.
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Aufgabe der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Exzenterventil bereit, Folgendes umfassend: einen Ventilkörper, der ein zentral angeordnetes Durchgangsloch aufweist und in der Längsrichtung mit einem durch das Durchgangsloch durchgehenden ersten Wellenloch versehen ist; einen ringförmigen Ventilsockel, dessen Innenfläche als ein Abschnitt der Kegelfläche eines schiefen Kegels ausgebildet ist, wobei er im Durchgangsloch aufgenommen und vom Ventilkörper umfasst wird, wobei der obere Punkt des schiefen Kegels von der durch den Mittelpunkt des Durchgangslochs durchgehenden ersten axialen Mittellinie abweicht; ein tellerförmiges Ventilelement, das eine ringförmige Oberfläche aufweist, wobei ein Paar der zweiten Wellenlöcher in der Längsrichtung des Ventilelements vorgesehen ist, wobei das Ventilelement vom Durchgangsloch aufgenommen wird, wobei das Paar der zweiten Wellenlöcher auf das erste Wellenloch ausgerichtet ist; eine stabförmige Ventilstange, die durch das erste Wellenloch, das Durchgangsloch und die zweiten Wellenlöcher durchsteckt und mittels der die Drehung des Ventilelements innerhalb des Durchgangslochs gesteuert wird, wobei die durch den Mittelpunkt der Ventilstange durchgehende zweite axiale Mittellinie schräg in Bezug auf der ersten axialen Mittellinie verläuft; und ein Dichtelement, das aus Metall gefertigt ist und einen punktsymmetrischen, kreisförmigen Ring darstellt, dessen Außenfläche eine gekrümmte Oberfläche mit vorbestimmter Krümmung aufweist, wobei das Dichtelement von der ringförmigen Oberfläche des Ventilelements umfasst wird, wobei die Anordnungsposition des Dichtelements auf der ringförmigen Oberfläche des Ventilelements von der Anordnungsposition des Paars der zweiten Wellenlöcher abweicht; wobei die Außenfläche des Dichtelements, wenn das Ventilelement im Durchgangsloch bis zur vollständig geschlossenen Position des Durchgangslochs gedreht wird, an jedem radialen Querschnitt des Exzenterventils vollständig an die Innenfläche des Ventilsockels anliegt, wobei zwischen der Außenfläche und der Innenfläche des Ventilsockels kein Spalt entsteht, wobei jeder Anlagepunkt der Außenfläche des Dichtelements mit der Innenfläche des Ventilsockels jeweils einen Tangentenpunkt bildet, sodass alle Tangentenpunkte sich mit einer 180° Differenz auf den entgegengesetzten Seiten der ersten axialen Mittellinie befinden.
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Beim erfindungsgemäßen Exzenterventil sind der Ventilsockel und das Dichtelement, wenn das Ventilelement das Durchgangsloch schließt, die zuständigen Komponenten zum Verbinden und zum Schließen des Spalts zwischen Ventilelement und Ventilkörper, wobei die Innenfläche des Ventilsockels ein Abschnitt der Kegelfläche des schiefen Kegels darstellt, wobei das Dichtelement ein völlig symmetrischer Ring ist, wobei klar zu erkennen ist, dass das Dichtelement und der Ventilsockel beim Verbinden keine Anforderung an die Richtung stellen. Unabhängig davon, in welchem Winkel der Ventilsockel im Ventilkörper montiert ist oder in welchem Winkel das Dichtelement im Ventilelement montiert ist, wird die Verbindung des Dichtelements mit dem Ventilsockel nicht beeinträchtigt, wodurch erreicht wird, dass die erforderlichen Arbeitsstunden für die Montage des erfindungsgemäßen Exzenterventils und damit einhergehende Montagefehler, die zu einem Versagen führen, reduziert werden.
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Kurzbeschreibung der Darstellungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Exzenterventils;
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2 zeigt eine schematische Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Exzenterventils;
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Zusammenstellung aller Komponenten des erfindungsgemäßen Exzenterventils;
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Dichtelements;
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5A zeigt eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ventilsockels;
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5B zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ventilsockels;
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5C zeigt eine schematische Schnittansicht der Verbindung des Ventilsockels mit dem Dichtelement gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Exzenterventils;
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7 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zur Bestimmung der Krümmung der Außenfläche des Dichtungselements gemäß der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Exzenterventils.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Um den Aufbau des erfindungsgemäßen Exzenterventils und seine Wirksamkeit und die Vorteile vollständig verständlich zu machen, werden nachfolgend die bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 4 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Exzenterventils 10 gezeigt, Folgendes umfassend:
Einen Ventilkörper 11, wobei ein Durchgangsloch 111 auf der inneren Ringwand des Ventilkörpers 11 ausgebildet ist, wobei dieser in der Längsrichtung mit einem durch das Durchgangsloch 111 durchgehenden ersten Wellenloch 112 versehen ist; einen im Durchgangsloch 111 aufgenommenen Ventilsockel 12, wobei der Ventilsockel 12 in etwa eine Ringform aufweist und dessen Innenfläche 121 als ein Abschnitt der Kegelfläche eines schiefen Kegels 1210 ausgebildet ist, wobei der Ventilsockel 12 vom Ventilkörper 11 umfasst wird, wobei der obere Punkt des schiefen Kegels 1210 von der durch den Mittelpunkt des Durchgangslochs 111 durchgehenden ersten axialen Mittellinie 1111 abweicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Ventilsockel abnehmbar.
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Ein tellerförmiges Ventilelement 13, das eine ringförmige Oberfläche 131 hat, wobei ein Paar der zweiten Wellenlöcher 132 in der Längsrichtung des Ventilelements 13 vorgesehen ist, wobei das Ventilelement 13 vom Durchgangsloch des Ventilkörpers 11 aufgenommen wird, wobei das Paar der zweiten Wellenlöcher 132 auf das erste Wellenloch 112 ausgerichtet ist.
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Eine stabförmige Ventilstange 14, die durch das erste Wellenloch 112 des Ventilkörpers 11, das Durchgangsloch 111 und die zweiten Wellenlöcher 132 durchsteckt, sodass das Ventilelement 13 durch das Drehen der Ventilstange 14 innerhalb des Durchgangslochs 111 zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wobei die durch den Mittelpunkt der Ventilstange 14 durchgehende zweite axiale Mittellinie 141 schräg in Bezug auf der ersten axialen Mittellinie 1111 verläuft und zwischen diesen ein orthogonaler Abstand K besteht. In anderen Ausführungsbeispielen kann das obere Ende der Ventilstange 14 mit einem Ventilbetätigungsgerät (nicht gezeigt) verbunden sein, um das Ventilelement 13 zu einer Drehbewegung anzutreiben.
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Ein Dichtelement 15, das aus Metall gefertigt ist (siehe 4) und einen punktsymmetrischen, kreisförmigen Ring darstellt, dessen Außenfläche 151 eine gekrümmte Oberfläche mit vorbestimmter Krümmung aufweist. Der Krümmungsradius der Außenfläche 151 beträgt 8 mm bis 60 mm. Die Bestimmung der Größe des Krümmungsradius erfolgt in Abhängigkeit mit dem Typ des Exzenterventils. Das Dichtelement 15 wird von der ringförmigen Oberfläche 131 des Ventilelements 13 umfasst, wobei die Anordnungsposition des Dichtelements 15 auf der ringförmigen Oberfläche 131 von der Anordnungsposition des Paars der zweiten Wellenlöcher 132 abweicht.
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Nachfolgend wird gleichzeitig auf 2, welche eine schematische Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Exzenterventils zeigt, und 3, welche eine schematische Schnittansicht der Zusammenstellung aller Komponenten des erfindungsgemäßen Exzenterventils zeigt, Bezug genommen: Bei der Montage werden zuvor der Ventilsockel 12 und ein Wellendichtring 17 durch eine Seite des Durchgangslochs des Ventilkörpers 11 in den Ventilkörper 11 eingesetzt. Ein Abdeckkörper des Ventilsockels 19 wird mittels Schrauben auf dem Ventilkörper 11 befestigt. Der Ventilsockel 12 und der Wellendichtring 17 werden zwischen dem Abdeckkörper des Ventilsockels 19 und dem Ventilkörper 11 befestigt. Anschließend werden das Dichtelement 15 und die Auflage 16 an eine Seite des Ventilelements 13 anmontiert, sodass das Dichtelement 15 und die Auflage 16 mit dem Ventilelement 13 in Eingriff stehen. Das Dichtelement 15 und die Auflage 16 werden nah zueinander angeordnet. Dann wird ein Abdeckkörper des Ventilelements 18 mittels Schrauben 181 auf dem Ventilelement 13 befestigt, um das Dichtelement 15 und die Auflage 16 zu befestigen. Dann wird das Ventilelement 13 in den Ventilkörper 11 eingesetzt, sodass der äußere Rand des Dichtelements 15 am inneren Rand des Ventilsockels anliegt, anschließend wird die Ventilstange 14 durch das erste Wellenloch 112 und durch die zweiten Wellenlöcher 132 durchgesteckt, um so das Ventilelement 13 und den Ventilkörper 11 zu befestigen. Zum Abnehmen der Auflage 16 und des Dichtelements 15 braucht im vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich der Abdeckkörper des Ventilelements 18 entfernt zu werden. Hierdurch wird eine einfach und bequeme Wartung gewährleistet.
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Wie bereits oben beschrieben, ist das Ventilelement 13 im Durchgangsloch 111 angeordnet, sodass das Ventilelement 13 durch das Drehen der Ventilstange 14 innerhalb des Durchgangslochs 111 zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Wenn das Ventilelement 13 auf einen bestimmten Winkel gedreht wird, kann das Durchgangsloch 111 somit in den geschlossenen Zustand gebracht werden. Wenn das Ventilelement 13 im Durchgangsloch 111 bis zur vollständig geschlossenen Position des Durchgangslochs 111 gedreht ist, liegt die Außenfläche 151 des Dichtelements 15 an jedem radialen Querschnitt des Ventilkörpers 11 des Exzenterventils 10 vollständig an irgendeinem Punkt der Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 an, wobei zwischen der Außenfläche 151 und der Innenfläche 121 kein Spalt entsteht, d. h. die beiden Seiten des Durchgangslochs 111 sind vollständig voneinander abgetrennt. Ferner bildet jeder Anlagepunkt der Außenfläche 151 des Dichtelements 15 mit der Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 jeweils einen Tangentenpunkt, sodass sich alle Tangentenpunkte nicht auf derselben Ebene befinden.
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Wie in 3 gezeigt und wie zuvor beschrieben, wird ein schiefer Kegel 1210 vom Krümmungsradius der Innenfläche 121 des Ventilsockels bestimmt. Der Abstand vom oberen Punkt des schiefen Kegels 1210 bis zur Ventilstange 14 entspricht dem orthogonalen Abstand L. Ein orthogonaler Abstand D besteht zwischen dem schiefen Kegel 1210 und der ersten axialen Mittellinie 1111. Zwischen der zweite axialen Mittellinie 141 und der radialen Mittellinie 152 des Dichtelements 15 besteht ein orthogonaler Abstand H. Der Ventilsockel 12 weist in axialer Richtung eine Dicke T auf. Der orthogonale Abstand D ist kleiner als der Radius des Durchgangslochs 111. Die Spanne des orthogonalen Abstands D reicht von 90 mm bis 1500 mm. Ferner erhält man eine verbindende Linie 1214, wenn man den oberen Punkt des schiefen Kegels 1210 mit dem Mittelpunkt der Ventilstange 14 verbindet. Zwischen der verbindenden Linie 1214 und der ersten axialen Mittellinie 1111 liegt ein Winkel E vor. Die Spanne des Winkels E reicht von 2,5° bis 10°. Darüber hinaus erhält man, wenn man einen beliebigen Punkt auf der Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 mit dem oberen Punkt des schiefen Kegels 1210 verbindet, eine verbindende Linie 1215. Zwischen der verbindenden Linie 1215 und der verbindenden Linie 1214 liegt ein Winkel C vor. Die Spanne des Winkels C reicht von 10° bis 30°.
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Der erfindungsgemäße Ventilkörper 11 weist eine dreifach exzentrische Anordnung auf. Die erste Exzentrizität kommt dadurch zustande, dass das Dichtelement 15 vom Paar der zweiten Wellenlöcher 132 und demzufolge auch von der Ventilstange 14 abweicht, wobei zwischen der radialen Mittellinie 152 des Dichtelements und dem Mittelpunkt der Ventilstange 14 ein orthogonaler Abstand H besteht; Die zweite Exzentrizität kommt dadurch zustande, dass die zweite axiale Mittellinie 141 der Ventilstange 14 von der ersten axialen Mittellinie 1111 abweicht und zwischen diesen beiden ein orthogonaler Abstand K besteht. Die dritte Exzentrizität (vgl. 3) kommt dadurch zustande, dass ein schiefer Kegel 1210 durch das erste Liniensegment 1211 und das zweite Liniensegment 1212, die durch die Verlängerung des oberen Endes und des unteren Endes des Querschnitts der Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 entstehen, gebildet ist, wobei der orthogonale Abstand D vom oberen Punkt des schiefen Kegels bis zur ersten axialen Mittellinie 1111 nicht größer als der Radius des Ventilelements 13 ist.
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Bezugnehmend auf 5A, die eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ventilsockels 12 zeigt, ist es erwähnenswert, dass das erfindungsgemäße Exzenterventil 10 ein spezielles Gestaltungsverfahren erfordert. Wie in 5A gezeigt, nehme man einen radialen Querschnitt anhand des Mittelpunkts des Ventilsockels 12, wobei das Nehmen eines radialen Querschnitts anhand des Mittelpunkts des Ventilsockels 12 bedeutet, dass man entlang der Richtung des Durchmessers des Ventilsockels 12 einen durch den Mittelpunkt des Ventilsockels 12 durchlaufenden Querschnitt erhält. Da der Ventilsockel 12 ein Ring ist, steht der Normalvektor dieses durch die oben beschriebene Methode erhaltenen Querschnitts senkrecht zur axialen Mittellinie des Rings des Ventilsockels 12. In der Schnittansicht ist der Ventilsockel 12 in eine obere und eine untere Hälfte unterteilt. Die Innenfläche 121 der oberen Hälfte kreuzt sich mit dem radialen Querschnitt, wodurch man ein erstes Liniensegment 1211 erhält, während sich die Innenfläche 121 der unteren Hälfte mit dem radialen Querschnitt kreuzt, wodurch man ein zweites Liniensegment 1212 erhält. Das erste Liniensegment 1211 und das zweite Liniensegment 1212 befinden sich jeweils auf den beiden Seiten der ersten axialen Mittellinie 1111. Es ist ersichtlich, dass sich das erste Liniensegment 1211 und das zweite Liniensegment 1212 auf der Kegelfläche des schiefen Kegels 1210 befinden. Außerdem sind der Absolutwert der Neigung des ersten Liniensegments 1211 und der des zweiten Liniensegments 1212 nicht gleich. Wenn man das zweite Liniensegment 1212 über die axiale Mittellinie 1111 spiegelt, erhält man ein gespiegeltes Liniensegment 1213. Es ist ersichtlich, dass ein Schnittpunkt durch das Kreuzen des gespiegelten Liniensegments 1213 und des ersten Liniensegments 1211 zustande kommt, wobei dieser Schnittpunkt im Bereich der Dicke T des Ventilsockels 12 zu finden ist. Anschließend, wird ein Radius gemäß der Spezifikation des Exzenterventils 10 vorgegeben (siehe 5B). Mit diesem Radius wird ein Kreis S erzeugt, der gleichzeitig das erste Liniensegment 1211 und das gespiegelte Liniensegment 1213 tangiert. Das erste Liniensegment 1211 liegt am Tangentenpunkt A tangential zum Kreis S. Das gespiegelte Liniensegment 1213 liegt am Tangentenpunkt B' tangential zum Kreis S. Gleichzeitig befindet sich das Zentrum des Kreises zwischen der oberen und der unteren Hälfte des Ventilsockels 12. Der Radius des Kreises S stellt nämlich den Krümmungsradius R einer Außenfläche 151 des Dichtelements 15 dar. Solche gleichen Krümmungsradien R können gleiche Außenflächen 151 bilden und zu allen Stellen der Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 tangential sein. Somit kann das Dichtelement 15 gemäß dem Krümmungsradius R erzeugt werden. In 5C ist ein gemäß dem Krümmungsradius R erzeugtes Dichtelement 15 gezeigt, dessen Außenfläche 151 eine Bogenform, die ein Teil des Kreises ist und durch den Krümmungsradius R gekennzeichnet ist, aufweist. Das Dichtelement 15 liegt am Tangentenpunkt A zum ersten Liniensegment 1211, am Tangentenpunkt B zum zweiten Liniensegment 1212 und am Tangentenpunkt B' zum gespiegelten Liniensegment 1213 tangential. Es ist ersichtlich, dass das Spiegelungsverhältnis zwischen dem Tangentenpunkt B und dem Tangentenpunkt B' durch die erste axiale Mittellinie 1111 zustande kommt. Ferner sind die Abstände vom Tangentenpunkt A und vom Tangentenpunkt B' zu den sich mit dem ersten Liniensegment 1211 und mit dem gespiegelten Liniensegment 1213 kreuzenden Schnittpunkten gleich.
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Gemäß der obigen Beschreibung ist ein spezielles Herstellungsverfahren für das erfindungsgemäße Exzenterventil 10 erforderlich. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Exzenterventils 10 kann nicht dadurch erreicht werden, dass nur die zuvor beschriebenen drei Exzentrizitäten erfüllt werden. Ein detailliertes Herstellungsverfahren (siehe 6) wird im Folgenden beschrieben:
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Schritt 60: Bereitstellen eines Ventilkörpers 11, der in zentraler Position ein Durchgangsloch 111 aufweist und in der Längsrichtung mit einem durch das Durchgangsloch 111 durchgehenden ersten Wellenloch 112 versehen ist, wobei die Mittellinie des ersten Wellenlochs 112 vom Mittelpunkt des Durchgangslochs 111 abweicht.
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Schritt 61: Bereitstellen eines ringförmigen Ventilsockels 12, dessen Innenfläche 121 einen Abschnitt eines schiefen Kegels 1210 darstellt und welcher in der axialen Richtung eine Dicke T aufweist.
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Schritt 62: Aufnahme des Ventilsockels 12 im Durchgangsloch 111, wobei der Ventilsockel 12 vom Ventilkörper 11 umfasst wird, wobei der obere Punkt des schiefen Kegels 1210 von der durch den Mittelpunkt des Durchgangslochs 111 durchgehenden ersten axialen Mittellinie 1111 abweicht, wobei die Aufnahmeposition des Ventilsockels 12 von der Position des ersten Wellenlochs 112 abweicht.
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Schritt 63: Bereitstellen eines tellerförmigen Ventilelements 13, das eine ringförmige Oberfläche 131 aufweist, wobei ein Paar der zweiten Wellenlöcher 132 in der Längsrichtung des Ventilelements vorgesehen ist.
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Schritt 64: Bereitstellen eines Dichtelements 15, das einen punktsymmetrischen, kreisförmigen Ring darstellt, dessen Außenfläche 151 eine gekrümmte Oberfläche mit vorbestimmter Krümmung aufweist.
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Schritt 65: Umfassen des Dichtelements 15 von der ringförmigen Oberfläche 131 des Ventilelements 13, wobei die Anordnungsposition des Dichtelements 15 auf der ringförmigen Oberfläche 131 von der Anordnungsposition des Paars der zweiten Wellenlöcher 132 abweicht.
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Schritt 66: Aufnahme des Ventilelements 13 im Durchgangsloch 111, wobei das Paar der zweiten Wellenlöcher 132 auf das erste Wellenloch 112 ausgerichtet ist und die Außenfläche 151 des Dichtelements 15 auf die Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 gerichtet ist.
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Schritt 67: Bereitstellen einer stabförmigen Ventilstange 14, wobei die Ventilstange 14 durch das erste Wellenloch 112, das Durchgangsloch 111 und das Paar der zweiten Wellenlöcher 132 durchsteckt, sodass die Drehung des Ventilelements 13 innerhalb des Durchgangslochs 111 gesteuert werden kann.
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Entsprechend den folgenden in 7 gezeigten Schritten wird nun ein beliebiger radialer Krümmungsradius R aus der im Schritt 64 beschriebenen Außenfläche 151 des Dichtelements 15 bestimmt:
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Schritt 641: Bezugnehmend auf 5A nehme man ein erstes Liniensegment 1211 und ein zweites Liniensegment 1212, die dadurch entstehen, dass sich der durch den Mittelpunkt des Ventilsockels 12 durchlaufende radiale Querschnitt mit der Innenfläche 121 im Bereich der Dicke des Ventilsockels 12 schneidet, wobei sich das erste Liniensegment 1211 und das zweite Liniensegment 1212 jeweils mit einer 180° Differenz auf den entgegengesetzten Seiten der ersten axialen Mittellinie 1111 befinden, wobei der Absolutwert der Neigung des ersten Liniensegments 1211 und der des zweiten Liniensegments 1212 nicht gleich sind.
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Schritt 642: Man nehme die erste axiale Mittellinie 1111 als Spiegelachse, um ein gespiegeltes Liniensegment 1213 vom zweiten Liniensegment 1212 zu erzeugen, wobei sich das gespiegelte Liniensegment 1213 und das erste Liniensegment 1211 auf derselben Seite der ersten axialen Mittellinie 1111 befinden.
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Schritt 643: Gemäß der Spezifikation des Exzenterventils 10 wird ein Radius vorgegeben (vgl. 5B). Mit diesem Radius wird ein Kreis S erzeugt, der gleichzeitig das erste Liniensegment 1211 und das gespiegelte Liniensegment 1213 tangiert. Aus dem Kreis S wird ein Bogen, welcher tangential zum ersten Liniensegment 1211 und zum gespiegelten Liniensegment 1213 ist, herausgenommen. Der Radius des Kreises S fungiert als Krümmungsradius R einer Außenfläche 151 des Dichtelements 15 an einem beliebigen radialen Querschnitt. Der Bogen fungiert als ein Abschnitt der Außenfläche 151 des Dichtelements 15. Wie in 5C zu sehen ist, kann ein Bogen durch Festlegung des tangentialen ersten Liniensegments 1211, des gespiegelten Liniensegments 1213 und des Krümmungsradius R bestimmt werden und man erhält auf diese Weise das Dichtelement 15.
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Das Herstellungsverfahren des Exzenterventils 10 umfasst darüber hinaus die folgenden, in 8 gezeigten Schritte:
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Schritt 68: Bestimmen eines orthogonalen Abstands L zwischen dem oberen Punkt des schiefen Kegels 1210 und dem Mittelpunkt der Ventilstange 14.
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Schritt 69: Bestimmen eines orthogonalen Abstands D zwischen dem oberen Punkt des schiefen Kegels 1210 und der ersten axialen Mittellinie 1111.
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Schritt 70: Bestimmen eines orthogonalen Abstands H zwischen der radialen Mittellinie 152 des Dichtelements 15 und dem Mittelpunkt des Paars der zweiten Wellenlöcher 132.
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Zur Anpassung an den dreifach exzentrischen Aufbau muss die Neigung des Innenrands des Ventilsockels 12 an die Neigung des schiefen Kegels 1210 angepasst werden, nämlich dadurch, dass, wie in 3 gezeigt, der obere Innenrand des Ventilsockels 12 eine geringere Neigung aufweist, während der untere Innenrand des Ventilsockels 12 eine stärkere Neigung aufweist. Die Neigung des Innenrands des gesamten Ventilsockels ändert sich von oben nach unten kontinuierlich.
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Beim erfindungsgemäßen Exzenterventil 10 sind der Ventilsockel 12 und das Dichtelement 15, wenn das Ventilelement 13 das Durchgangsloch 111 schließt, die zuständigen Komponenten zum Verbinden und zum Schließen des Spalts zwischen Ventilelement 13 und Ventilkörper 11, wobei die Innenfläche 121 des Ventilsockels 12 ein Abschnitt der Kegelfläche des schiefen Kegels 1210 darstellt, wobei das Dichtelement 15 ein völlig symmetrischer Ring ist, wobei klar zu erkennen ist, dass das Dichtelement 15 und der Ventilsockel 12 beim Verbinden keine Anforderung an die Richtung stellen. Unabhängig davon, in welchem Winkel der Ventilsockel 12 im Ventilkörper 11 montiert ist oder in welchem Winkel das Dichtelement 15 im Ventilelement 13 montiert ist, wird die Verbindung des Dichtelements 15 mit dem Ventilsockel 12 nicht beeinträchtigt, wodurch erreicht wird, dass die erforderlichen Arbeitsstunden für die Montage des erfindungsgemäßen Exzenterventils 10 und damit einhergehende Montagefehler, die zu einem Versagen führen, reduziert werden.
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Zusammenfassend weist die vorliegende Erfindung eine vorteilhafte Gestaltung auf, die im Einklang mit dem tatsächlichen Bedarf steht. Mit der vorliegenden Erfindung wurden die bestehenden Nachteile überwunden. Im Vergleich zu herkömmlichen Technologien zeichnet sich diese durch deutliche Verbesserungseffekte aus. Eine mit der vorliegenden Erfindung vergleichbare Erfindung ist in den inländischen und ausländischen Literaturen bzw. auf dem Markt noch nicht offenbart worden bzw. zu finden, sodass die vorliegende Erfindung bereits die Bestimmungen der Patentgesetze erfüllt.
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Die vorstehende Beschreibung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, fallen unter den Schutzbereich der Ansprüche.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Exzenterventil
- 11
- Ventilkörper
- 111
- Durchgangsloch
- 1111
- erste axiale Mittellinie
- 112
- erstes Wellenloch
- 12
- Ventilsockel
- 121
- Innenfläche
- 1210
- schiefer Kegel
- 1211
- erstes Liniensegment
- 1212
- zweites Liniensegment
- 1213
- gespiegeltes Liniensegment
- 1214
- verbindende Linie
- 1215
- verbindende Linie
- 13
- Ventilelement
- 131
- ringförmige Oberfläche
- 132
- zweites Wellenloch
- 14
- Ventilstange
- 141
- zweite axiale Mittellinie
- 15
- Dichtelement
- 151
- Außenfläche
- 152
- radiale Mittellinie
- 16
- Auflage
- 17
- Wellendichtring
- 18
- Abdeckkörper des Ventilelements
- 181
- Schraube
- 19
- Abdeckkörper des Ventilsockels
- 191
- Schraube
- 60~70, 641~643
- Schritte
- D, H, L, K
- orthogonaler Abstand
- T
- Dicke
- C, E
- Winkel
- A, A', B, B'
- Tangentenpunkt
- R
- Krümmungsradius
- S
- Kreis
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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