DE2332331A1 - Kolbenventil - Google Patents

Description

Hubertus Leonardus Martinus VEUGELERS Vulcanusweg 91, DELFT, Niederlande

"KOLBENVENTIL"

Die Erfindung betrifft ein Kolbenventil mit einem quer zu einem im wesentlichen geraden Durchgang in einem Gehäuse beweglichen Kolben, der mit einer Spindel verbunden ist.

Bei bekannten Ventilen dieses Typs verwendet man z.B. einen an einer nicht-verschiebbaren Spindel entlang hin- und herschraubbaren Kolben, dessen unterer Bereich eventuell mit Dichtungsmaterial bekleidet ist, das beim Schliessen des Ventils gegen den zugehörigen Abschnitt des quer dazu liegenden Durchganges gedrückt wird. Diese bekannten Ventile haben verschiedene Nachteile. Erstens erfordern sie eine Geradführung des Kolbens, was die Konstruktion selbstverständlich verteuert, und weiter besteht eine grosse Gefahr, dass beim Schliessen des Ventils der Kolben so fest angedrückt wird, dass das Bekleidungsmaterial des Kolbens unzulässig verformt wird und nicht mehr dichtet und eventuell beschädigt wird. Weiter sollen einerseits die Kolbenform und der zugehörige Abschnitt des Gehäusedurchganges genau aneinander angepasst sein und andererseits ist es bei diesem Ventiltyp g-erade beabsichtigt,

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den Durchgang so gerade und glatt wie möglich zu machen, um möglichst wenig Druckverlust zu haben. Bei den bekannten Ventilen dieses Typs war es schwierig, diesen beiden streitigen Anforderungen in befriedigender Weise Rechnung zu tragen. Schließlich lässt die Dichtung am Kolben und an der Spindel entlang nach aussen bei den bekannten Ventilen zu wünschen übrig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Ventil zu schaffen, wobei diese Nachteile vermieden sind, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolben durch einen passend in einer Bohrung des Gehäusedeckels und passend um einen durchgehenden Stift angeordneten massiven Pfropfen aus gummiartigem Werkstoff bebildet ist, und dieser Pfropfen den Stift an der freien Seite des Kolbens freilässt. Vorzugsweise weicht dabei "in der freien Lage das freie Ende des Stiftes ein wenig zurück gegenüber der angrenzenden Oberfläche des Pfropfens.

Dadurch wird erreicht, dass beim Schließen des Ventils zuerst das freie Ende des Pfropfens aus gummiartigem "Werkstoff gegen den Boden des Durchganges kommt und sofort danach der Stift gegen den Boden kommt und dadurch die Verformung des Pfropfens begrenzt. Weil der Pfropfen passend im Gehäuse angeordnet ist, verhindert die Reibung an seinem Aussenumfang eine Drehung des Propfens, sodass keine Geradführung erforderliche ist.

Ein relativ ungestörter Durchgang im Gehäuse in Kombination mit einer einfachen und zweckmässigen Form des Pfropfens wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch bekommen, dass im Gehäusedurchgang gegenüber dem freien Ende des Pfropfens eine untiefe Höhlung zur Aufnahme des Pfropfens bei geschlossenem Ventil vorgesehen ist. Dabei sind vorzugsweise die untiefe Höhlung des Gehäusedurchganges und das freie Pfropfenende kugelteilförmig und ineinanderpassend ausgebildet. Wenn dabei ausserdem der Gehäusedurchgang sich beiderseits in Richtung des Pfropfenraumes venturiartig verjüngt, ist der Druckverlust im Gehäusedurchgang äusserst niedrig. Weiter sind die beiden Seiten des Ventils untereinander gleich, sodass das Ventil bei der Montage ohne weiteres umgedreht werden kann.

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Wenn das Ventil in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine steigende Spindel hat, ist der Stift des Pfropfens vorzugsweise fest mit der Spindel verbunden und ist der Pfropfen gegenüber dem Stift verdrehbar, aber ist der Pfropfen derart passend im Gehäuse bemessen, dass er sich zum Gehäuse nicht dreht.

Um zu erreichen, dass der Stift des Pfropfens sich leicht im Pfropfen dreht und um ausserdem zu verhindern, dass beim öffnen des Ventils der Stift durch den Pfropfen hindurchgezogen würde, hat der Stift vorzugsweise in Richtung vom freien Ende zum an der Spindel befestigten Ende eine radiale Abstufung zu einem kleineren Durchmesser, welche Abstufung.gegen einen Messingring anliegt, der in der entsprechenden Abstufung der komplementär ausgebildeten Bohrung im Pfropfen einvulkanisiert ist. Ausserdem ist dabei vorzugsweise zwischen der Kopffläche der Spindel und der gegenüberliegenden Kopffläche des Pfropfens eih Ring aus Bronze angeordnet.

Beim beschriebenen Ventil dichtet der Pfropfen selbst schon gut gegenüber dem Gehäusedeckel ab, sodass Lecken an der Spindel entlang kaum zu fürchten ist. Um jedoch jede Leckmöglichkeit an der Spindel entlang auszuschließen, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Spindel zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Pfropfen mit einem passend in der Bohrung des Gehäusedeckels beweglichen Kragen versehen sein, der eine Umfangsnut aufweist, in welcher ein O-Ring aufgenommen ist, der in der genannten Bohrung abdichtet.

Ausserdem kann der Spindelkragen bei geöffneten Ventil mit einer Metall-auf-Metall-Dichtung gegen den Boden der Bohrung im Gehäusedeckel anliegen.

Beim beschriebenen Ventil kann die Spindel ohne weiteres aus dem Gehäusedeckel herausragen und nach einem weiteren Merkmal der Erfindung

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kann dann der aus dem Gehäusedeckel herausragende Bereich der» steigenden Spindel ringsum abgeschirmt werden durch eine nach unten gerichtete zylindrische Verlängerung des Handrades oder Handgriffes, welcher Verlängerung beim Einschrauben der Spindel um den Gehäusedeckel herumschiebt.

Die Erfindung wird jetzt näher erläutert an Hand der zugehörigen Zeichnung, welche ein erfxndungsgemässes Kolbenventil im Längsschnitt darstellt.

Das Gehäuse i des Kolbenventils hat einen radialen Durchgang 2, der sich von den beiden Seiten in Richtung der Mitte venturiartig etwas verjüngt, und in der Mitte des Durchganges: ist ein quer dazu liegender zylindrischer Raum zur Aufnahme eines Pfropfens vorgesehen. Die Abmessung des Zylinderraumes für den Propfen 3 entspricht derart der Abmessung des Durchganges 2, dass der Durchgang 2 möglichst wenig unterbrochen und also möglichst fliessend ausgebildet ist, sodass der Druckverlust möglichst gering ist. Der Boden des Zylinderraumes für den Pfropfen 3 bildet eine untiefe Höhlung 4 im Durchgang 2. Konzentrisch mit dem in wesentlichen zylindrischen Pfropfen 3 ist auf dem Gehäuse 1 ein Deckel 5 aufgeschraubt, unter Zwischenlage eines Dichtringes 6. Der obere Bereich des Deckels 5 ist mit z.B. trapezförmigem Innengewinde versehen, das mit Aussengewinde 7 einer steigenden Spindel 8 zusammenarbeitet, die im Gehäusedeckel 5 aufgenommen ist.

Das obere Ende der Spindel 8 ragt aus dem Deckel 5 heraus und ist mit einem Handgriff oder Handrad 9 von z.B. Kunststoff versehen, das z.B. mittels eines Kerbstiftes Io auf der Spindel 8 festgesetzt ist. Das Handrad 9 weist an der Unterseite eine nach unten gerichtete Haube 11 auf, die sich bei geschlossenem Ventil unr den Gehäusedeckel 5 herum erstreckt und,bei geöffnetem Ventil den herausragenden Bereich der Spindel 8 abschirmt.

Am unteren Ende der Spindel 8 ist ein Kragen 12 vorgesehen, der eine Umfangsnut 13 aufweist, in der ein O-Ring 14 aufgenommen ist. Der O-Ring 14 dichtet gegen die Innenwandung der zylindrischen

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Bohrung des Gehäusedeckels 5 ab und die obere Fläche 15 des Kragens 12 liegt bei geöffnetem Ventil mit einer Metall-auf-Metall-Dichtung gegen den Boden 16 der Bohrung des Gehäusedeckels 5 an.

Im Pfropfen 3 aus gummiartigem Material ist ein Stift 17 angeordnet, dessen im Pfropfen 3 liegender Bereich einen grösseren Durchmesser als der in der Spindel 8 angeordnete obere Bereich 18 hat. Der DurchmesserÜbergang des Stiftes 17 liegt im Pfropfen 3 und die Bohrung des Pfropfens hat eine komplementäre Form, sodass der Pfropfen genau passend, aber drehbar um den Stift 17 liegt. Im DurchmesserÜbergang der Bohrung im Pfropfen 3 ist ein Messingring 19 im Pfropfen einvulkanisiert, einerseits um eine leichtere Drehung des Pfropfens 3 um den Stift 17 zu bekommen und andererseits um zu verhindern dass beim öffnen des Ventils der Stift 17 durch den Pfropfen 3 hindurchgezogen wird.

Zwischen der oberen Seite des Pfropfens 3 und der unteren Seite der Spindel 8 liegt noch ein Ring 2o aus Bronze, der gleichfalls dient, um eine leichtere Drehung des Pfropfens 3 zu bekommen und der zugleich Fressen der Spindel 8 im Kopf des Pfropfens 3 verhindert.

Der Pfropfen 3 hat der Hauptsache nach eine zylindrische Umfangsform und sein unterer Bereich ist halbkugelförmig ausgebildet. Die untere Seite des Stiftes 17 hat eine entsprechende Kugelteilform . Die Kugelform der unteren Seite des Pfropfens 3 und des Stiftes 17 entspricht der Kugelform der untiefen Höhlung U im Böden des Durchganges 2. In der freien Lage des Pfropfens 3 weicht das freie Ende des Stiftes 17 ein wenig zurück gegenüber der angrenzenden Oberfläche des Pfropfens 3, sodass beim Schliessen des Ventils zuerst der Pfropfen 3 gegen den Boden 4 kommt und sofort anschliessend der Stift 17 gegen den Boden U kommt und dadurch die Verformung des Teiles 3 begrenzt.

Der Pfropfen 3 ist passend in der Bohrung des Gehäusedeckels 5 angeordnet, sodass beim Einschrauben der Spindel"8 die Reibung verhindert, dass der Pfropfen 3 sich dreht. Der Stift 17 dreht

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also im Pfropfen 3 und der Pfropfen 3 dreht sich nicht mit Bezug auf das Gehäuse 1. Dadurch, und auch durch die Begrenzung der Schliessbewegung durch Anlage des Stiftes 17 in der Vertiefung 4, wird eine ungewünscht starke Verformung des Pfropfens 3 verhindert, sodass das Ventil zuverlässig schliesst und Beschädigung des Pfropfens 3 ausgeschlossen ist.

Weil bei geschlossenem Ventil der massive Pfropfen 3 einerseits genau um den Stift 17 und andererseits genau im Deckel 5, im Gehäuse 1 und im Boden 4 anschliesst, können sogar hohe Drucke an einer Seite des Durchganges 2 keine Undichtigkeiten verursachen, im Gegenteil, die einzige mögliche Verformung des gummiartigen Materials des Pfropfens ist in Richtung der anderen Seite des Durchganges 2, sodass der Pfropfen da noch fester angedrückt wird und die Dichtung noch \erbessert wird. Das Ventil kann dennauch ohne Undichtigkeit hohe Drucke aufnehmen.

Wichtig dafür ist auch, dass der Pfropfen 3 bei geschlossenem Ventil noch für mindestens ungefähr ein Drittel im Gehäusedeckel 5 liegt und der Stift 17 in dieser Lage noch mit seinem Abschnitt mit grösserem Durchmesser oberhalb des Ventildurchganges 2 ausragt.

Es gibt also an Oberseite und Unterseite eine feste Auflage gegen Biegung unter der einseitigen Belastung des Pfropfens, Außerdem bleibt der Pfropfen im Gehäusedeckel 5 dichten und es bleibt an dieser Stelle genügend Reibung vorhanden um beim öffnen des Ventils Drehen des Pfropfens zu verhindern.

Als Werkstoff für den Pfropfen 3 kann ein elastomeres Dichtungsmaterial dienen, das gas- und wasserbeständig ist. Die übrigen Teile des Ventils können z.B. leicht aus Messing warmgepresst werden und das Handrad kann z.B. aus Kunststoff geformt werden. Die Erfindung schafft also ein einfaches, billig herzustellendes Ventil mit äusserst geringem Druckverlust und dieses Ventil kann für Gas und Wasser verwendet werden, es hat verwechselbare Anschlüsse, und trotz Fehlens einer Stopfbuchse kann in keiner Stellung der Spindel das Arbeitsmittel an der Spindel entlang weglecken. Wegen der inneren Begrenzung der Deformation des Pfropfens arbeitet das Ventil selbst nach langer Verwendungsdauer noch äusserst zuverlässig. - 7 -

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Claims (11)

A N S. P RÜCHE

1. Kolbenventil mit einem quer zu einem in wesentlichen geraden Durchgang in einem Gehäuse beweglichen Kolben,' der mit einer Spindel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben durch einen passend in einer Bohrung des Gehäusedeckels und passend um einen durchgehenden Stift angeordneten massiven Pfropfen aus gummiartigem Werkstoff gebildet ist, und dieser Pfropfen den Stift am freien Ende des Kolbens freiläßt.

2. Kolbenventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass in der freien Lage das freie Ende des Stiftes ein wenig zurückweicht gegenüber der angrenzenden Oberfläche des Pfropfens. ,

3. Kolbenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass im Gehäusedurchgang gegenüber dem freien Ende des Pfropfens eine untiefe Höhlung zur Aufnahme des Pfropfens bei geschlossenem Ventil vorgesehen ist.

U. Kolbenventil nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , dass die untiefe Höhlung des Gehäusedurchganges und das freie Pfropfenende kugelteilförmig und ineinanderpassend ausgebildet sind.

5. Kolbenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedurchgang sich beiserseits in Richtung des Pfropfenrauiaes venturiartig verjüngt.

6. Kolbenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer steigenden Spindel, dadurch gekennzeichnet, dass der im Pfropfen angeordnete Stift fest mit der Spindel verbunden ist und der Pfropfen um den Stift drehbar ist, aber derart passend im Gehäuse aufgenommen ist, dass er sich gegenüber dem Gehäuse nicht verdreht.

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7. Kolbenventil nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , dass der Stift vom freien Ende zum an der Spindel befestigten Ende eine radiale Durchmesserverringerung aufweist, mit welcher er gegen einen Messingring anliegt, der in der entsprechenden Durchmesserverringerung der komplementär ausgebildeten Bohrung im Pfropfen einvulkanisiert ist.

8."Kolbenventil nach Anspruch 6 oder 7,dadurch gekennzeichnet , dass zwischen der Kopffläche der Spindel und der gegenüberliegenden Kopffläche des Pfropfens ein Ring aus Bronze angeordnet ist.

9. Kolbenventil nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , dass die Spindel zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Pfropfen mit einem passend in der Bohrung des Gehäusedeckels beweglichen Kragen versehen ist, der eine Umfangsnut aufweist, welche einen O-Ring aufnimmt, der in der genannten Bohrung abdichtet.

10. Kolbenventil nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet , dass der Spindelkragen bei geöffnetem Ventil mit einer Metall-auf-Metall-Dichtung gegen den Boden der Bohrung im Gehäusedeckel anliegt.

11. Kolbenventil nach einem der Ansprüche 6 bis Io, dadurch gekennzeichnet, dass der ausserhalb des Gehäusedeckels ausragende Abschnitt der steigenden Spindel ringsum durch eine nach unten gerichtete zylindrische Ver-

. längerung des Handrades abgeschirmt ist, welche Verlängerung beim Einschrauben der Spindel um den Gehäusedeckel herumschiebt.

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