DE2603371C3 - Längsschieber-Eckventil mit frei wählbarer Stellkennlinie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Längsschieber-Eckventil mit frei wählbarer Stellkennlinie mit einem Stellorgan, das abgedichtet an der Innenwand eines betätigungsseitig dicht verschlossenen, zur Betätigungsachse koaxialen Durchflußkanals geführt und über eine in der Innenwandfläche des koaxialen Durchflußkanals liegende Oberfläche einer als Einzelteil vorgefertigten Trennwand verschiebbar ist, die in der Durchdringungsfläche zwischen dem senkrecht zur Betätigungsachse verlaufenden Durchflußkanal und dem koaxialen Durchflußkanal den gesamten Querschnitt des senkrechten Durchflußkanals abdeckt und mit Öffnungen versehen ist, deren Profil nach Maßgabe der geforderten Stellkennlinie ausgebildet ist

Ein Längsschieber-Eckventil der genannten Art ist aus der FR-PS 20 26 007 bekannt Bei dem bekannten Ventil ist der koaxiale Durchflußkanal als Hülse ausgebildet, in deren Wand die der geforderten Stellkennlinie entsprechende Öffnung ausgeschnitten ist Diese Hülse ist mit Paßsitz in ein Ventilgehäuse eingesetzt, an dem zwei senkrecht zueinanderstehende Durchflußkanalanschlüsse ausgebildet sind Als Stellorgan dient ein Kolbenschieber, dessen Länge zumindest gleich der axialen Länge der Durchflußöffnung ist

Nachteilig bei diesem Ventil ist die Ausbildung der Durchflußöffnung als Ausschnitt im Hülsenmantel des koaxialen Durchflußkanals. Um die erforderliche Dichtheit des Ventils im geschlossenen Zustand gewährleisten zu können, muß die Hülse so in das Ventilgehäuse eingesetzt sein, daß die Zyljnderflftehe zwischen dem Außennnantel der Hülse und dem Innenmantel des Gehäuses vollständig dicht, und zwar

ί bis zu den erforderlichen Drücken des zu stellenden Mediums, ist Dies erfordert aber einen sehr festen Sitz der Hülse im Gehäuse. Ein bedarfsweises Auswechseln der Hülse, die den die Stellkennlinie bestimmenden Öffnungsausschnitt aufweist, ist in der Praxis kaum

in durchführbar. Außerdem muß die Hülse mit hoher Genauigkeit gearbeitet und mit hoher Genauigkeit und großer Kraft in das Ventilgehäuse eingesetzt sein, wenn das Ventil im geschlossenen Zustand in der erforderlichen Weise dicht sein soll. Das bekannte Ventil ist dadurch in der Herstellung teuer und ein typisches Metallbauelement, das der Herstellung durch Kunststoffspritzgießen nicht zugänglich ist

Ein ähnlich aufgebautes Längsschieber-Eckventil ist aus der FR-PS 12 75 905 bekannt Auch bei dieser

>n Ausbildung des Ventils ist der koaxiale Durchflußkanal als Hülse ausgebildet, die die Durchflußöffnungen aufweist und in das Ventilgehäuse eingesetzt ist Auch bei diesem Ventil stellt sich das Problem der Abdichtung der Durchflußkanalhülse im Gehäuse, an dem der

_'i senkrechte Durchflußkanalstutzen einstückig angeformt ist Auch bei diesem bekannten Ventil wird die Dichtung im wesentlichen über die Zylindermantelflächen des Gehäuses bad der Hülse bewirkt Auch bei diesem Ventil ist ein Auswechseln der Durchflußkanal-

}o hülse praktisch kaum durchführbar und bestimmungsgemäß nicht vorgesehen.

Ein ähnlich aufgebautes Eckventil ist aus der DE-PS 1 10 669 bekannt Bei diesem Ventil sind jedoch die beiden Durchflußkanäle mit dem Gehäuse einstückig

r> ausgebildet und ist ein Auswechseln der Durchflußöffnungen nicht vorgesehen.

Aus der US-PS 10 15 164 ist schließlich ein Drehkolbenventil bekannt dessen Durchflußkanäle einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sind In der Trennebene

4Ii zwischen dem senkrechten und dem koaxialen Durchflußkanal ist ebenfalls einstückig mit dem Gehäuse eine Lochplatte eingearbeitet, die mit dem stufenweise ausgeschnittenen hohlen Drehkolben durchflußsteuernd in der Weise zusammenwirkt, daß der Kolben beim

4i Drehen ein Loch der Lochplatte nach dem anderen freigibt bzw. schließt Eine variable Stellcharakteristik ist mit diesem Ventil nicht erzielbar. Außerdem werden für dieses bekannte Drehkolbenventil relativ hohe Stellkräfte benötigt

V) Nachteilig an den bekannten Ventilen ist ihre geringe Flexibilität bei der Veränderung der Stellcharakteristik, d. h. der Stellweg-Durchlaß-Kennlinie. Bei der Verwendung solcher Ventile im Aiitomobilbau ist angesichts der Typenverschiedenheit jedoch gerade eine solche Varia-

v> bilität wünschenswert, und zwar sowohl im Hinblick auf die Ersatzteillagerhalterung als auch zu Versuchszwekken in den Konstruktionslabors.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Längsschieber-Eckventile ist ihre sperrige Bauweise. Bei der Verwen-

ho dung solcher Ventile im Automobilbau, vor allem in den

Heizungskreisläufen, werden jedoch möglichst kleine Ventile benötigt, die möglichst geringe Stellkräfte

erfordern.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der

Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Eckventil in Längsschieberbauweise mit frei wählbarer Stellkennlinie zu schaffen, das auch in Großserie kostengünstig absolut dicht herstellbar ist und das Risiko des

Austretens von Strömungsmittel aus dem System auf ein Minimum herabdriickt und vor allem eine leichte und mühelose Auswechselbarkeit der Stellcharakteristik auch seitens des Anwenders ermöglicht

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Längsschieber-Eckventil der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Trennwand als Scheibe ausgebildet ist, die bedarfsweise beim Zusammenbau des Ventils in die Wand des koaxialen Durchflußkanals einsetzbar und dort durch einen Anschlußstutzen des senkrechten Durchflußkanals festlegbar ist

Durch die Erfindung ist ein leichtes Einsetzen und Auswechseln der die Stellcharakteristik bestimmenden Scheibe gewährleistet Das Auswechseln der Scheibe und damit der Stellcharakteristik kann insbesondere auch bei eingebautem Ventil erfolgen, ohne daß der Betätigungsmechanismus gelöst zu werden braucht. Weiterhin ist die Möglichkeit geschaffen, die Stellcharakteristik für das jeweils benötigte Ventil erst vom Benutzer festlegen zu lassen, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Benutzer das Betätigungsorgan unsachgemäß und damit nicht dichtend einsetzt Das Ventil ermöglicht daher eine vereinfachte Lagerhaltung. Für beispielsweise 20 oder 30 verschiedene Ventiltypen braucht lediglich eine entsprechende Anzahl der billigen und kleinen Scheiben bevorratet zu werden. Für alle diese verschiedenen Ventiltypen kann dann ein und dasselbe Gehäuse und Stellorgan verwendet werden.

Zur Verkürzung der Bauweise des Längsschieber-Eckventils und zur Verringerung der zu seiner Betätigung erforderlichen Stellkräfte ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Stellorgan als Scheibe ausgebildet ist und die als Sattelscheibe ausgebildete Trennwand an ihrem äußersten betätigungsseitigen Rand eine Rücklauföffnung zum senkrechten Durchflußkanal aufweist

Durch diese Bauweise fällt der bei den bekannten Ventilen erforderliche lange betätigungsseitige Stellraum fort Außerdem werden die erforderlichen Stellkräfte durch die Anordnung einer Scheibe statt eines Langkolbens wesentlich erniedrigt. Insbesondere durch die Ausbildung der Rücklauföffnung ist dabei stets für eine ausreichende Druckentlastung der Stellorganscheibe gesorgt Diese Druckentlastung ist von der Schieberstellung praktisch unabhängig. Dadurch ist bei geringen Stellkräften eine hohe Standzeit des Ventils gewährleistet

Wenn die senkrecht aufeinanderstellenden Durchlaßkanäle kreiszylindrisch ausgebildet sind, hat die Durchlaßscheibe die Form eines Zylindermantelausschnittes mit kreisförmiger Projektion in einer Ebene, die in der Ebene der Betätigungsachse und senkrecht zur Zentralachse des die Scheibe festlegenden Durchflußkanals liegt Diese Scheibe ist im folgenden kurz als »Sattelscheibe« bezeichnet. Durch die Ausbildung der Trennwand als Sattelscheibe ist eine besonders einfache, materialsparende und kompakte Bauweise des Ventils erzielbar, die sich vor allem für die Herstellung der Teile durch Kunststoffspritzgießen eignet. Die jeweils in ihrer äußeren Abmessung gleich gestalteten Sattelscheiben weisen verschiedene Öffnungsprofile auf und sind wahlweise paßgenau auf eine komplementär ausgebildete öffnung im koaxialen Durchflußkanal einsetzbar.

Nach Einsetzen der ausgewählten Sattelscheibe wird der senkrechte Durchflußkanalstutzen in der Weise am koaxialen Durchflußkanal befestigt, daß er dabei

gleichzeitig die Sattelscheibe fixiert Die Befestigung des senkrechten Durchflußkanalstutzens (im folgenden kurz als »Einlaßkanalstutzen« oder »Einlaßkanal« bezeichnet) auf dem koaxialen Durchflußkanal (im folgenden kurz als »Auslaßkanal« bezeichnet) kann dabei z. B, durch Aufschrauben erfolgen.

Bei der Ausbildung des Stellorgans als Schieberscheibe ist der Rücklaufkanal vorzugsweise so weit betätigungsseitig zurückgelegt daß seine Mündung in den Auslaßkanal außerhalb der Projektion des Einlaßkanals liegt

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.2 in Draufsicht eine schematische Darstellung einer Sattelscheibe für das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel und

Fig.3 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel.

in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführunfsbeispiei sind ein Einlaßkanal 1, ein Auslaßkanal 2 und eine Sattelscheibe 10 als getrennte Einzelteile durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt In dem hier gezeigter Ausführungsbeispiel ist die Einlaßrichtung durch den mit A bezeichneten Pfeil, die Auslaßrichtung durch den mit B bezeichneten Pfeil angedeutet. Die Innenfläche 11 der Sattelscheibe 10 ist vollkommen formschlüssig mit der Innenwandung des Auslaßkanals 2 ausgebildet In der Sattelscheibe 10 sind weiterhin Durchlaßöffnungen 4 ausgebildet deren Randverlauf entsprechend der jeweils vorgegebenen Stellkennlinie ausgebildet ist. Außerdem weist die Sattelscheibe 10 an ihrem rückwärtigen, betätigungsseitigen Rand eine zusätzliche Öffnung auf, die als Rücklaufkanal 12 dient. Die Sattelscheibe 10 ist weiterhin mit einem umlaufenden Flansch 13 versehen, mit dem sie in einer entsprechend im Auslaßkanal 2 ausgebildettn Bohrung einsetzbar ist Nach Einsetzen der Sattelscheibe 10 wird der Einlaßkanal 1 aufgesetzt und auf dem Auslaßkanal 2 befestigt Dabei ist die Stirnseite des Einlaßkanals 1 so ausgeformt, daß sie die Sattelscheibe 10 festlegt, und zwar in der Weise, daß sie über den Flansch 13 der Sattelscheibe 10 greift. Wenn der Einiaßkanal durch Aufschrauben am Auslaßkanal befestigt ist, ist zu diesem Zweck ein entsprechender Schraubstutzen am Auslaßkanal 2 befestigt. Die Sattelscheibe 10 weist dabei entsprechende Fortsätze auf, über die sie durch den aufgeschraubten Einlaßkanalstutzen gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Dichtungsringes dichtend niedergehalten wird.

Die als Stellorgan wirkende Stellscheibe 5 ist am innere': Ende einer Schieberstenge 7 befestigt. Die Nabe 14 der Stellscheibe 5 liegt dabei axial weiter rückwärts als die Dichtungslinie zwischen der Stellscheibe S und der Innenwand des Auslaßkanals 2. Dieser Rücksprung dient als rückwärtiger Anschlag zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit des Schiebers in der Weise, daß die öffnung des Rücklaufkanals 12 nicht durch die Stellscheibe 5 verschlossen werden kann. Die Schieberstange 7 ist über eine Dichtung 15 in der rückwärtigen Stirnwand 9 des Auslaßkanals 2 axial verschiebbar gelagert.

Statt der einen Stellscheibe 5 kann die Schieberstange 7 jedoch zusätzlich noch mit einer zweiten solchen Scheibe, einer Hilfsscheibe, ausgerüstet sein. Bei dieser Bauart muß der Auslaßkanal 2 betätigungsseitig

verlängert ausgebildet sein. Eine solche Hilfsscheibe ist dabei auf der Schieberstange 7 in einem solchen Abstand von der Stellschcibe S angeordnet, daß die Hilfsscheibe noch keine der Öffnungen 4 freigibt, während gleichzeitig die Stellscheibe 5 den Durchfluß zum Ausgangskanal 2 in Richtung B hermetisch sperrt. Bei dieser Ausbildung des Stellorgans ist selbstverständlich kein Rücklaufkanal erforderlich. Der gesamte Einlaßkanalquerschnitt steht für die Ausbildung der Stellcharakteristik zur Verfügung. Dafür muß jedoch eine rückwärtige Verlängerung des Längsschieber-Eckventils in Kauf genommen werden.

Muß aus bestimmten Gründen der volle Querschnitt des Einlaßkanab 1 für die Ausbildung der Durchlaßöffnungen 4 zur Verfügung stehen und soll gleichzeitig die betätigungsseitige Verlängerung des Auslaßkanals 2 vermieden werden, so kann das Ventil auch in der in Fig. 3 schematisch gezeigten Weise ausgebildet sein, daß im Übereane zum Auslaßkanal 2 der Einlaßkanalmantel betätigungsseitig eine rückspringende Erweite rung 16 aufweist, die die Ausbildung des Rücklaufkanal! 12 außerhalb der Querschnittsprojektion des Einlaßkanals 1 ermöglicht.

In der F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die im Ventil nach ~> F i g. I eingesetzte Sattelscheibe 10 gezeigt. In der Sattelscheibe ist der Rücklaufkanal 12 ausgebildet, der zu den Durchflußöffnungen 4 betätigungsseitig liegt. Der zur Verfügung stehende freie Durchflußquerschnitt wird bei weitgehend geschlossenem Ventil durch eine

κι öffnung, in mittleren Stellbereichen durch drei öffnungen und bei weit geöffnetem Ventil durch zwei Öffnungen gebildet. Beliebige andere Aufteilungen sind möglich.

Um eine Fehlmontage auch beim ungeübten Anwen-

i'· der zu vermeiden, um also beispielsweise auszuschließen, daß beim Einsetzen der Sattelscheibe 10 der Rücklaufkanal 12 in Stromrichtung vorn statt rückwärts liegt, kann in an sich bekannter Weise im Flansch 13 eine

Nllt-FpHpr- luctipriiniy aucirphiJHp» cpin_p Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

I S sä Patentansprüche;

1. Längsschieber-Eckventil mit frei wählbarer Stellkennlinie, mit einem Stellorgan, das abgedichtet an der Innenwand eines betätigungsseitig dicht verschlossenen, zur Betätigungsachse koaxialen Durchflußkanals geführt und über eine in der Innenwandfläche des koaxialen Durchflußkanals liegende Oberfläche einer als Einzelteil vorgefertigten Trennwand verschiebbar ist, die in der Durchdringungsfläche zwischen dem senkrecht zur Betätigungsachse verlaufenden Durchflußkanal und dem koaxialen Durchflußkanal den gesamten Querschnitt des senkrechten Durchflußkanals abdeckt und mit Öffnungen versehen ist, deren Profil nach Maßgabe der geforderten Stellkennlinie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand als Scheibe (10) ausgebildet ist, die bedarfsweise beim Zusammenbau des Ventils in die Wand des kcixialen Durchflußkanals (2) einsetzbar und dort durch einen Anschlußstutzen des senkrechten Durchflußkanals (1) festlegbar ist

2. Längsschieber-Eckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan als Scheibe (5) ausgebildet ist und die als Sattelscheibe (10) ausgebildete Trennwand an ihrem äußersten betätigungsseitigen Rand eine RDcklauföffnung (12) zum senkrechten Durchflußkanal aufweist

3. Längsschieber-Eckventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergang zum koaxialen Durchflußkanal (2) der Mantel des senkrechten Durchflußkanals (1) betätigungsseitig eine rückspnngenä*; Erweiterung (16) aufweist, die die Ausbildung des Rücklaufkanals (12) außerhalb der QuerschnittsprojekJon des senkrechten Durchflußkanals (1) ermöglicht