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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschlussorgan mit einem Ventilteller zum Verschließen einer Ventilöffnung eines Ventils, insbesondere eines Vakuumventils, wobei zum Befestigen des Verschlussorgans an einer Ventilstange direkt im Ventilteller oder in einem, am Ventilteller befestigten Träger des Verschlussorgans ein Zapfenaufnahmeraum zur Aufnahme eines Befestigungszapfens der Ventilstange und ein, in den Zapfenaufnahmeraum mündender Schraubenaufnahmekanal für eine Befestigungsschraube ausgebildet sind, wobei der Zapfenaufnahmeraum zumindest bereichsweise von Anlageflächen zur Anlage am Befestigungszapfen begrenzt ist und der Zapfenaufnahmeraum auf seiner, der Mündung des Schraubenaufnahmekanals gegenüberliegenden Seite eine Einführöffnung zum Einführen des Befestigungszapfens in den Zapfenaufnahmeraum aufweist.
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Solche Verschlussorgane werden in Ventilen, insbesondere in Vakuumventilen dazu eingesetzt, Ventilöffnungen im Ventil zu verschließen. Gattungsgemäße Verschlussorgane sind z.B. aus der
DE 10 2008 061 315 A1 bekannt.
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Die Verschlussorgane dieser Art müssen von Zeit zu Zeit im Zuge von Wartungsarbeiten am Ventil ausgewechselt werden, um die Betriebssicherheit des Ventils aufrecht zu erhalten. Hierfür muss das Verschlussorgan von der Ventilstange abgenommen und durch ein neues Verschlussorgan derselben Bauart ersetzt werden. Zum Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange wird zunächst die Befestigungsschraube entfernt. Anschließend kann das Verschlussorgan von der Ventilstange abgehoben werden und ein neues Verschlussorgan auf die Ventilstange aufgesetzt werden. Beim Aufsetzen wird der Befestigungszapfen der Ventilstange durch die Einführöffnung in den Zapfenaufnahmeraum des Verschlussorgans eingeführt. Anschließend wird die Befestigungsschraube durch den Schraubenaufnahmekanal hindurch in eine entsprechende Gewindebohrung im Befestigungszapfen bzw. in der Ventilstange eingeschraubt, sodass das neue Verschlussorgan dann wieder für den Weiterbetrieb des Ventils an der Ventilstange befestigt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Zapfenaufnahmeraum so auszugestalten, dass das Verschlussorgan in einfacher Art und Weise spielfrei am Befestigungszapfen bzw. der Ventilstange befestigt werden kann.
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Hierfür schlägt die Erfindung ein Verschlussorgan gemäß Patentanspruch 1 vor.
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Es ist somit vorgesehen, dass eine Querschnittsfläche des Zapfenaufnahmeraums, auf der eine Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals normal steht, zumindest bereichsweise, vorzugsweise zumindest im Bereich zwischen den Anlageflächen, von der Einführöffnung hin zur Mündung des Schraubenaufnahmekanals stetig abnimmt und rotationssymmetrisch bezüglich der Mittenlängsachse ausgebildet ist.
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In anderen Worten ist es bei der Erfindung so, dass sich der Zapfenaufnahmeraum von der Einführöffnung in Richtung hin zur Mündung des Schraubenaufnahmekanals verjüngt. Man könnte, vereinfacht gesprochen, auch von einer konischen Ausbildung des Zapfenaufnahmeraums sprechen. Weiters ist vorgesehen, dass der Zapfenaufnahmeraum zumindest bereichsweise, insbesondere zumindest im Bereich zwischen den Anlageflächen, rotationssymmetrisch bezüglich der Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals ausgebildet ist. Durch diese Maßnahmen ist es besonders einfach möglich, bei der Montage das Verschlussorgans auf der Ventilstange bzw. deren Befestigungszapfen spielfrei in der richtigen Stellung zu positionieren. Die spielfreie Befestigung ergibt sich von allein, wenn man den Befestigungszapfen der Ventilstange entsprechend weit in den Zapfenaufnahmeraum einführt, sodass er zwischen den Anlageflächen, welche den Zapfenaufnahmeraum begrenzen, zu liegen kommt. Durch die Erfindung ist eine einfache Möglichkeit geschaffen worden, den Befestigungszapfen der Ventilstange in den Zapfenaufnahmeraum einzuführen. Es entstehen bei dieser Verbindung von Verschlussorgan und Ventilstange auch weniger Partikel als beim Stand der Technik, da es bei der Montage zu praktisch keiner oder zumindest nur sehr geringfügiger Reibung zwischen dem Befestigungszapfen und den Anlageflächen des Verschlussorgans kommt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Verschlussorgan in Vakuumventilen eingesetzt wird.
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Vakuumventile kommen in der Regel dann zum Einsatz, wenn in einer speziellen Atmosphäre und/oder in einem speziellen niedrigen Druckniveau gearbeitet werden soll. Von Vakuumventilen spricht man insbesondere dann, wenn mit Druckniveaus kleiner oder gleich 0,001 mbar (Millibar) bzw. 0,1 Pascal gearbeitet wird. Man kann von Vakuumventilen aber auch bereits dann sprechen, wenn sie für Drücke unter Normaldruck, also unter 1 bar ausgelegt sind.
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Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass auch bei erfindungsgemäßen Verschlussorgangen, wie beim Stand der Technik an sich bekannt, der Zapfenaufnahmeraum einerseits direkt im Ventilteller des Verschlussorgangs angeordnet sein kann. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Zapfenaufnahmeraum in einem Träger des Verschlussorgans ausgebildet ist, welcher am Ventilteller befestigt ist.
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Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass mit erfindungsgemäßen Verschlussorganen natürlich nicht nur Ventilöffnungen in Ventilen, insbesondere Vakuumventilen, sondern auch Öffnungen in den Wänden von Prozesskammern und dergleichen verschlossen werden können.
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Die rotationssymmetrische Ausbildung der Querschnittsfläche des Zapfenaufnahmeraums und damit in anderen Worten die rotationssymmetrische Ausbildung des Zapfenaufnahmeraums, zumindest im Bereich zwischen den Anlageflächen, vereinfacht zunächst einmal die Montage des Verschlussorgans an der Ventilstange.
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Eine zweidimensionale geometrische Figur, wie in diesem Fall die Querschnittsfläche des Zapfenaufnahmeraums, ist dann rotationssymmetrisch, wenn sie einen zentralen Punkt besitzt, welcher sich hier im vorliegenden Fall auf der Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals befindet, und die Figur auf sich selbst abgebildet wird, wenn sie um diesen Punkt dreht. Ein Kreis besitzt die Besonderheit, dass er bezüglich einer Drehung um jeden beliebigen Winkel rotationssymmetrisch ist.
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Um das Verschlussorgan auf möglichst einfache Art und Weise so auf der Ventilstange zu montieren, dass der Ventilteller optimal bezüglich der zu verschließenden Ventilöffnung ausgerichtet ist, sehen bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung vor, dass jede Querschnittsfläche des Zapfenaufnahmeraums, auf der die Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals normal steht, vorzugsweise zumindest im Bereich zwischen den Anlageflächen, nur bezüglich einer Drehung um einen bestimmten Winkel, vorzugsweise um 120°, um die Mittenlängsachse rotationssymmetrisch ist. Dadurch, dass die Rotationssymmetrie bei den Querschnittsflächen des Zapfenaufnahmeraums eben nicht wie beim Kreis für eine Drehung um jeden beliebigen Winkel, sondern nur bezüglich einer Drehung um einen bestimmten Winkel gegeben ist, ist es einfach, das Verschlussorgan bei der Befestigung auf der Ventilstange gleich so auszurichten, dass sein Ventilteller die Ventilöffnung in der Schließstellung optimal verschließen kann.
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Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass jede Querschnittsfläche des Zapfenaufnahmeraums, auf der die Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals normal steht, die Form eines, vorzugsweise gleichseitigen, Dreiecks mit gerundeten Ecken und gerundeten Seiten aufweist. Dies gilt vorzugsweise für jede der Querschnittsflächen des Zapfenaufnahmeraums entlang der Mittenlängsachse. Zumindest ist dies aber im Bereich zwischen den Anlageflächen der Fall. Grundsätzlich ist es also auch denkbar, dass der Zapfenaufnahmeraum außerhalb des Bereichs zwischen den Anlageflächen für den Befestigungszapfen der Ventilstange auch eine andere Querschnittsform aufweist. Vereinfacht gesprochen, kann der gesamte Zapfenaufnahmeraum oder der Zapfenaufnahmeraum eben nur im Bereich zwischen den Anlageflächen Querschnittsflächen aufweisen, welche die Form eines, vorzugsweise gleichseitigen, Dreiecks mit gerundeten Seiten und gerundeten Ecken haben. Da die gerundeten Seiten weniger stark gerundet sind als die gerundeten Ecken, könnte man anstelle von gerundeten Seiten auch von gewölbten Seiten sprechen.
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Ein Zapfenaufnahmeraum mit Querschnitten in der Form eines, vorzugsweise gleichseitigen, Dreiecks mit gerundeten Ecken und gerundeten Seiten ist besonders gut herstellbar, da relativ große Radien realisiert werden können, was die technische Herstellung des Zapfenaufnahmeraums vereinfacht.
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Eine Querschnittsfläche in der Form eines gleichseitigen Dreiecks mit entsprechend gerundeten Ecken und entsprechend gerundeten Seiten ist jedenfalls ein Beispiel für eine Rotationssymmetrie bezüglich einer Drehung um einen Winkel von 120°.
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Eine besonders stabile Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange wird in bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung dann erreicht, wenn der Zapfenaufnahmeraum mit einer seiner gerundeten Seiten des Dreiecks zu einer Dichtfläche des Ventiltellers weist. Man könnte auch davon sprechen, dass der Zapfenaufnahmeraum mit einer seiner gerundeten Seiten des Dreiecks der Dichtfläche des Ventiltellers zugewandt ist. Die Rundung bzw. Wölbung vernachlässigend verläuft diese Seite des Dreiecks in dieser Ausgestaltungsform somit annähernd parallel zur Dichtfläche. Die Dichtfläche des Ventiltellers ist dabei die Fläche des Ventiltellers, mit der der Ventilteller die Ventilöffnung abdichtet, die also der Ventilöffnung zugewandt ist. An dieser Dichtfläche kann der Ventilteller eine Dichtung tragen, wobei diese in anderen Ausgestaltungsformen aber auch an dem, die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz angeordnet sein kann, sodass die Dichtfläche in der Schließstellung des Verschlussorgans über die Dichtung am Ventilsitz anliegt. In Ausgestaltungsformen, in denen das Verschlussorgan auch in der Schließstellung nicht vollständig abdichtend am, die Ventilöffnung umgebenden, Ventilsitz anliegen soll, kann auf eine solche Dichtung aber auch verzichtet werden.
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Im Sinne einer stabilen Befestigung des Verschlussorgans auf dem Befestigungszapfen der Ventilstange ist günstigerweise vorgesehen, dass eine Tiefe des Zapfenaufnahmeraums, gemessen parallel zur Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals, im Bereich von 8 mm bis 15 mm, vorzugsweise im Bereich von 9 mm bis 12 mm, liegt.
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Um einerseits ein ungewolltes Festklemmen des Befestigungszapfens der Ventilstange im Zapfenaufnahmeraum des Verschlussorgans zu verhindern und andererseits aber noch genug Platz für die durch den Schraubenaufnahmekanal hindurchzuführende Befestigungsschraube zu schaffen, sehen bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass, vorzugsweise alle, Anlageflächen, vorzugsweise um ihren gesamten Umfang, mit der Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals einen Winkel im Bereich von 5° bis 20°, vorzugsweise von 8° bis 14°, einschließen. Diesen Winkel der Anlageflächen relativ zur Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals könnte man auch als Flankensteilheit bezeichnen.
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Im Sinne einer stabilen Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange und auch im Sinne eines möglichst gleichmäßigen Andrückens des Ventiltellers mit seiner Dichtfläche an den, die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass die Anlageflächen, entlang der Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals gesehen, im mittleren Drittel einer Gesamterstreckung des Ventiltellers angeordnet sind.
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Neben dem Verschlussorgan an sich betrifft die Erfindung auch eine Anordnung mit einer Ventilstange und einem erfindungsgemäßen Verschlussorgan, wobei vorgesehen ist, dass der Befestigungszapfen der Ventilstange durch die Einführöffnung in den Zapfenaufnahmeraum eingeführt ist und zumindest bereichsweise spielfrei an den Anlageflächen anliegt und wobei der Befestigungszapfen mittels der durch den Schraubenaufnahmekanal hindurchgeführten Befestigungsschraube am Verschlussorgan fixiert ist. Hierfür wird die Befestigungsschraube günstigerweise in eine entsprechende Gewindebohrung im Befestigungszapfen bzw. in der Ventilstange eingeschraubt.
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Wiederum im Sinne einer möglichst stabilen Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange ist bei einer solchen Anordnung bevorzugt vorgesehen, dass der Bereich, in dem der Befestigungszapfen spielfrei an den Anlageflächen anliegt, gemessen parallel zur Mittenlängsachse des Schraubenaufnahmekanals, eine Längserstreckung im Bereich von 6 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 7 mm bis 9 mm, aufweist.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindung werden exemplarisch anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Es zeigen:
- 1 bis 15 Darstellungen zu einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Erfindung und
- 16 bis 20 Darstellungen zu einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt beispielhaft eine Frontalansicht auf ein Ventil 4, bei dem ein erfindungsgemäßes Verschlussorgan 1 zum Einsatz kommen kann. Dieses Ventil 4 gemäß 1 weist zahlreiche Merkmale auf, die aus dem Stand der Technik an sich bekannt sind. So umfasst das Ventil 4 ein Ventilgehäuse 28, in dem die mittels des Verschlussorgans 1 bzw. dessen Ventilteller 2 zu verschließende Ventilöffnung 3 angeordnet ist. Innerhalb des Ventilgehäuses 28 befindet sich auch ein Ventilantrieb 29, welcher die Ventilstange 5 mit dem daran angeordneten Verschlussorgan 1 während des Betriebs zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung hin und her bewegt. Der Ventilantrieb 29 ist hier nicht genauer ausgeführt, da er nicht erfindungswesentlich ist. Er kann wie beim Stand der Technik an sich bekannt, in verschiedensten Ausgestaltungsformen ausgeführt sein.
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Die 2, 3 und 4 zeigen jeweils einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A aus 1. 2 zeigt die Schließstellung des Ventils 4, bei der das Verschlussorgan 1 mit seinem Ventilteller 2 und genauer gesagt mit dessen Dichtfläche 20 die Ventilöffnung 3 verschließt. Das Verschlussorgan 1 ist dabei an der Ventilstange 5 befestigt, wie dies weiter hinten noch im Detail ausgeführt wird. 3 zeigt in einem entsprechenden Schnitt eine Zwischenstellung des Verschlussorgans 1, in der der Ventilteller 2 mit seiner Dichtfläche 20 bereits von dem, die Ventilöffnung 3 umgebenden Ventilsitz 32 abgehoben ist. In dieser Zwischenstellung befindet sich das Verschlussorgan 1 aber noch in Deckung mit der Ventilöffnung 3. 4 zeigt die maximale Öffnungsstellung, bei der das Verschlussorgan 1 in diesem Ausführungsbeispiel die Ventilöffnung 3 vollständig freigibt. In dieser hier gezeigten Variante handelt es sich bei dem beispielhaft gezeigten Ventil 4, bei dem ein erfindungsgemäßes Verschlussorgan 1 zum Einsatz kommt, somit um ein sogenanntes L-Ventil. Dies ist aber nicht beschränkend zu verstehen. Erfindungsgemäße Verschlussorgane 1 können auch bei anderen, an sich bekannten Ventilarten zum Einsatz kommen.
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Die 5 und 6 zeigen in einer teilweise geschnittenen Darstellung das Verschlussorgan 1 dieses ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zusammen mit der Ventilstange 5. Es handelt sich um ein Verschlussorgan 1 mit einem Ventilteller 2 zum Verschließen der Ventilöffnung 3 des Ventils 4, wobei zum Befestigen des Verschlussorgans 1 an der Ventilstange 5 direkt im Ventilteller 2 ein Zapfenaufnahmeraum 7 zur Aufnahme des Befestigungszapfens 8 der Ventilstange 5 ausgebildet ist. In diesen Zapfenaufnahmeraum 7 mündet der Schraubenaufnahmekanal 9, durch den die Befestigungsschraube 10 hindurchgeführt werden kann. Mittels der Befestigungsschraube 10 wird das Verschlussorgan 1 am Befestigungszapfen 8 bzw. an der Ventilstange 5 angeschraubt, indem, wie gut in 5 zu erkennen ist, die Befestigungsschraube 10 durch den Schraubenaufnahmekanal 9 hindurchgeführt und in die Gewindebohrung 31 im Befestigungszapfen 8 eingeschraubt wird. Soll das Verschlussorgan 1 von der Ventilstange 5 demontiert werden, so muss zunächst die Befestigungsschraube 10 in an sich bekannter Art und Weise gelöst werden. Nach erfolgtem Tausch des Verschlussorgans 1 wird die Befestigungsschraube 10 dann wieder durch den Schraubenaufnahmekanal 9 hindurchgeführt und in der Gewindebohrung 31 festgeschraubt. Dies ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt und muss nicht weiter erläutert werden.
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5 zeigt jedenfalls in der teilweise geschnittenen Darstellung, wie das Verschlussorgan 1 an der Ventilstange 5 befestigt ist. 6 zeigt eine Situation, bei der die Befestigungsschraube 10 aus der Gewindebohrung 31 herausgeschraubt und aus dem Schraubenaufnahmekanal 9 herausgezogen ist. Auf der dazu gegenüberliegenden Seite ist in 6 die Ventilstange 5 mit dem Befestigungszapfen 8 vollständig aus dem Verschlussorgan 1 herausgezogen.
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Der Zapfenaufnahmeraum 7 ist von den Anlageflächen 11 begrenzt. Die Anlageflächen 11 sind in diesem Ausführungsbeispiel direkt im Ventilteller 2 ausgebildet. Sie dienen der spielfreien Anlage des Befestigungszapfens 8, wenn dieser, wie in 5 dargestellt, vollständig in den Zapfenaufnahmeraum 7 eingeführt ist. Das Einführen des Befestigungszapfens 8 in den Zapfenaufnahmeraum 7 erfolgt über die Einführöffnung 13, welche der Mündung 12 des Schraubenaufnahmekanals 9 gegenüberliegt. Erfindungsgemäß ist auch bei diesem Verschlussorgan 1 vorgesehen, dass eine Querschnittsfläche 14 des Zapfenaufnahmeraums 7, auf der eine Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9 normal steht, zumindest bereichsweise, vorzugsweise zumindest im Bereich zwischen den Anlageflächen 11, von der Einführöffnung 13 hin zur Mündung 12 des Schraubenaufnahmekanals 9 stetig abnimmt und rotationssymmetrisch bezüglich der Mittenlängsachse 15 ausgebildet ist. Dies wird anhand der nachfolgenden Figuren weiter unten noch genauer erläutert.
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In den 5 und 6 sieht man jedenfalls auch den, der Einführöffnung 13 gegenüberliegenden Endbereich 16 des Zapfenaufnahmeraums 7, welcher die Mündung 12 des Schraubenaufnahmekanals 9 umgibt. Dargestellt ist auch die Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9. Diese Mittenlängsachse 15 verläuft nicht nur im Schraubenaufnahmekanal 9 selbst, sondern unter anderem auch im Zapfenaufnahmeraum 7. Im Zapfenaufnahmeraum 7 steht die Mittenlängsachse 15 normal auf den Querschnittsflächen 14 des Zapfenaufnahmeraums 7, so wie dies beispielhaft auch in 8 und 9 eingezeichnet ist.
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Zu sehen ist in den 5 und 6 auch die Dichtfläche 20 des Ventiltellers 2, mit der dieser, wie bereits erläutert, die Ventilöffnung 3 in der Schließstellung des Verschlussorgans 1 verschließt. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Dichtung 30 in an sich bekannter Art und Weise am Ventilteller 2 bzw. dessen Dichtfläche 20. Im hier gezeigten Beispiel ist die Dichtung 30 auf die Dichtfläche 20 des Ventiltellers 2 aufvulkanisiert. Sie kann aber natürlich auch abweichend hiervon, wie an sich bekannt, als Dichtring in einen entsprechenden Kanal im Ventilteller 2 eingelegt sein. Natürlich könnte die Dichtung 30 auch am, die Ventiltelleröffnung 3 umgebenden Ventilsitz 32 in entsprechender, an sich bekannter Art und Weise angeordnet, insbesondere auch aufvulkanisiert, sein. Auf die Dichtung 30 könnte sogar ganz verzichtet werden, wenn der Ventilteller 2 bzw. das Verschlussorgan 1 in der Schließstellung die Ventilöffnung 3 nicht druckdicht abdichten sollen.
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7 zeigt nun eine Ansicht von unten auf das Verschlussorgan 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels und damit einen Blick durch die Einführöffnung 13 in den Zapfenaufnahmeraum 7. Hier ist gut zu sehen, dass der Zapfenaufnahmeraum 7 in diesem Ausführungsbeispiel Querschnittsflächen 14 aufweist, auf denen die Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9 normal steht, welche die Form eines in diesem Ausführungsbeispiel auch gleichseitigen Dreiecks mit gerundeten Ecken 17 und gerundeten Seiten 18 hat. In diesem Ausführungsbeispiel ist es auch so, dass dies für jede Querschnittsfläche 14 entlang der Mittenlängsachse 15 im Zapfenaufnahmeraum 7 gilt. Dies muss, wie eingangs erläutert, nicht zwingend so sein. Es sollte aber bevorzugt zumindest im Bereich zwischen den Anlageflächen 11 der Fall sein. Es sind also auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen der Zapfenaufnahmeraum 7 oberhalb oder unterhalb der Anlageflächen 11 eine andere Querschnittsfläche aufweist. In 7 ist jedenfalls gut zu sehen, dass der Zapfenaufnahmeraum 7 mit einer seiner gerundeten Seiten 18 des hier gleichseitigen Dreiecks zur Dichtfläche 20 des Ventiltellers 2 weist.
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8 zeigt eine um 90° gegenüber 7 gedrehte Ansicht auf das Verschlussorgan 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels. Es handelt sich um einen Blick auf die Dichtfläche 20 des Ventiltellers 2 mit der dort angeordneten umlaufenden Dichtung 30. Gestrichelt dargestellt ist in 8 die sich in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Ventiltellers 2 befindende Abfolge aus Schraubenaufnahmekanal 9, Zapfenaufnahmeraum 7 und Stangenaufnahmeraum 33. Der Stangenaufnahmeraum 33 schließt im Bereich der Einführöffnung 13 an den Zapfenaufnahmeraum 7 an. Er befindet sich auf der dem Schraubenkanal 9 gegenüberliegenden Seite des Zapfenaufnahmeraums 7. Im fertig montierten Zustand gemäß 5 ist im Stangenaufnahmeraum 33 das obere, an den Befestigungszapfen 8 anschließende Ende der Ventilstange 5 angeordnet. Ein solcher Stangenaufnahmeraum 33 kann bei verschiedensten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen eines Verschlussorgans 1 vorhanden sein. Man kann gegebenenfalls auf den Stangenaufnahmeraum 33 aber auch verzichten.
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In 8 ist jedenfalls die Lage einer der Querschnittsflächen 14 des Zapfenaufnahmeraums 7 beispielhaft eingezeichnet. Die Mittenlängsachse 15 bildet eine Flächennormale auf die Querschnittsfläche 14. Dies gilt für jede Querschnittsfläche 14, welche entlang der Mittenlängsachse 15 für den Zapfenaufnahmeraum 7 eingezeichnet werden könnte. Auf das Einzeichnen mehrerer Querschnittsflächen 14 wurde hier der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
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9 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittebene B-B aus 8. Die Schnittebene B-B verläuft entlang der Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9. In 9 ist die Tiefe 21 des Zapfenaufnahmeraums 7 eingezeichnet, welche parallel zur Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9 gemessen wird. Die Tiefe 21 liegt, wie eingangs bereits erläutert, in bevorzugten Ausgestaltungsformen im Bereich von 8 mm bis 15 mm, vorzugsweise im Bereich von 9 mm bis 12 mm. Eingezeichnet ist in 9 auch der Winkel 22 zwischen den Anlageflächen 11 und der Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9. Dieser Winkel 22 liegt bevorzugt im Bereich von 5° bis 20°, besonders bevorzugt von 8° bis 14°. Dieser Winkel 22 bezeichnet die Flankensteilheit der Anlageflächen 11. Die Anlageflächen 11 weisen günstigerweise über ihre gesamte Erstreckung bzw. um ihren gesamten Umfang eine entsprechende Flankensteilheit mit einem entsprechenden Winkel 22 auf.
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In 9 sieht man auch gut, dass die Anlageflächen 11 entlang der Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9 gesehen, im mittleren Drittel 23 der Gesamterstreckung 24 des Ventiltellers 2 angeordnet sind.
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Die 10, 11 und 12 zeigen die Ventilstange 5 mit ihrem Befestigungszapfen 8, an welchem das Verschlussorgan 1 befestigt wird. In den 11 und 12 sieht man die Gewindebohrung 31 im Befestigungszapfen 8. Diese Gewindebohrung 31 kann sich natürlich auch weiter in die Ventilstange 5 hinein erstrecken. Gut zu sehen ist insbesondere auch in 12, dass der Befestigungszapfen 8 zur spielfreien Anlage an den Anlageflächen 11 des Zapfenaufnahmeraums 7 eine der Form des Zapfenaufnahmeraums 7 entsprechende Form aufweist. Auch der Befestigungszapfen 8 weist also Querschnittsflächen auf, welche die Form eines, vorzugsweise gleichseitigen, Dreiecks mit gerundeten Ecken 17 und Seiten 18 haben.
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13 zeigt nun noch einmal einen Blick in den Zapfenaufnahmeraum 7. Dort sieht man, dass im Endbereich 16 bei der Mündung 12 des Schraubenaufnahmekanals 9 der Zapfenaufnahmeraum 7 ebenfalls eine Querschnittsfläche 14 in Form eines hier gleichseitigen Dreiecks mit gerundeten Ecken 17 und gerundeten Seiten 18. Der Pfeil 19 weist auf den Krümmungsradius einer der gerundeten Ecken 17 im Bereich dieses Endbereichs 16. Der Krümmungsradius 19 liegt, wie eingangs bereits erläutert, in bevorzugten Ausgestaltungsformen im Bereich von 2,5 mm bis 5 mm.
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14 zeigt nun zu diesem ersten Ausführungsbeispiel einen zur 9 entsprechenden Schnitt, wobei allerdings in 14 die Ventilstange 5 mit ihrem Befestigungszapfen 8 vollständig in den Zapfenaufnahmeraum 7 eingeführt und die Befestigungsschraube 10 durch den Schraubenaufnahmekanal 9 hindurchgeführt und in die Gewindebohrung 31 des Befestigungszapfens 8 bzw. der Ventilstange 5 eingeschraubt ist. Gezeigt ist in 14 somit der fertig montierte Zustand und somit eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer Ventilstange 5 und einem erfindungsgemäßen Verschlussorgan 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels, wobei der Befestigungszapfen 8 der Ventilstange 5 durch die Einführöffnung 13 in den Zapfenaufnahmeraum 7 eingeführt ist und zumindest bereichsweise spielfrei an den Anlageflächen 11 anliegt und wobei der Befestigungszapfen 8 mittels der durch den Schraubenaufnahmekanal 9 hindurchgeführten Befestigungsschraube 10 am Verschlussorgan 1 fixiert ist.
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Eingezeichnet ist in 14 auch der Bereich 26, in dem der Befestigungszapfen 8 spielfrei an den Anlageflächen 11 anliegt. Dieser Bereich 26 weist, gemessen parallel zur Mittenlängsachse 15 des Schraubenaufnahmekanals 9, in bevorzugten Ausgestaltungsformen wie der hier gezeigten eine Längserstreckung 27 im Bereich von 6 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 7 mm bis 9 mm, auf. Günstigerweise sind, wie auch in diesem Ausführungsbeispiel exemplarisch realisiert, oberhalb und/oder auch unterhalb des Bereichs 26 Freiräume 25 vorgesehen, in denen der Befestigungszapfen 8 und die Ventilstange 5 nicht am Verschlussorgan 1 anliegen. Es sind somit günstigerweise oberhalb und/oder unterhalb dieses Bereichs 26 entsprechende kontaktfreie Freiräume vorgesehen. Diese stellen sicher, dass die Ventilstange 5 mit ihrem Befestigungszapfen 8 bei der Montage am Verschlussorgan 1 immer so weit in den Zapfenaufnahmeraum 7 eingeschoben werden kann, dass der Befestigungszapfen 8 immer spielfrei an den Anlageflächen 11 anliegen kann.
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15 zeigt nun noch beispielhaft eine Draufsicht auf eine der Querschnittsflächen 14 des Zapfenaufnahmeraums 7. In 15 ist gut zu erkennen, dass die Querschnittsfläche 14 die Form eines hier gleichseitigen Dreiecks mit gerundeten Ecken 17 und gerundeten Seiten 18 aufweist. Wie eingangs bereits erläutert, könnte man die gerundeten Seiten 18 auch als gewölbt bezeichnen, zumal sie verglichen mit den Ecken 17 eine geringe Krümmung aufweisen.
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In den 16 bis 20 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 15 besteht nur darin, dass hier in diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Zapfenaufnahmeraum 7 nicht direkt im Ventilteller 2 sondern in einem Träger 6 ausgebildet ist, wobei der Träger 6 am Ventilteller 2 befestigt ist. Hier in diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Verschlussorgan 1 somit durch den Ventilteller 2 und den daran befestigten Träger 6 gebildet. Abgesehen von diesem Unterschied gelten für dieses zweite Ausführungsbeispiel, soweit anwendbar, die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel, wobei die 16 und 17 den 5 und 6, die 18 der 7, die 19 der 8 und die 20 der 9 entsprechen. Diese Anordnung aus Ventilstange 5 und erfindungsgemäßem Verschlussorgan 1 des zweiten Ausführungsbeispiels könnte auch in dasselbe Ventil 4 eingebaut werden, wie es in den 1 bis 3 dargestellt ist. Natürlich gilt auch für dieses zweite Ausführungsbeispiel, dass es auch in andere Ventile 4 eingebaut werden kann. Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel im fertig montierten Zustand der Ventilstange 5 am Verschlussorgan 2, analog zu 14 oberhalb und unterhalb des Bereichs 26 in dem der Befestigungszapfen 8 spielfrei an den Anlageflächen 11 anliegt, entsprechende Freiräume 25 ausgebildet sind.
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Legende
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- 1
- Verschlussorgan
- 2
- Ventilteller
- 3
- Ventilöffnung
- 4
- Ventil
- 5
- Ventilstange
- 6
- Träger
- 7
- Zapfenaufnahmeraum
- 8
- Befestigungszapfen
- 9
- Schraubenaufnahmekanal
- 10
- Befestigungsschraube
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Mündung
- 13
- Einführöffnung
- 14
- Querschnittsfläche
- 15
- Mittenlängsachse
- 16
- Endbereich
- 17
- gerundete Ecke
- 18
- gerundete Seite
- 19
- Krümmungsradius
- 20
- Dichtfläche
- 21
- Tiefe
- 22
- Winkel
- 23
- mittleres Drittel
- 24
- Gesamterstreckung
- 25
- Freiraum
- 26
- Bereich
- 27
- Längserstreckung
- 28
- Ventilgehäuse
- 29
- Ventilantrieb
- 30
- Dichtung
- 31
- Gewindebohrung
- 32
- Ventilsitz
- 33
- Stangenaufnahmeraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008061315 A1 [0002]
