DE2816806A1 - Ventil - Google Patents

Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

ALFRED TEVES GMBH

18. April 1978
Frankfurt am Main

P / Sch - T 2122

P 4533

A. Goossens - 6

P. van den Eynden - 2

W. van KeIst - 1

Ventil

DR. C. MANITZ · DlPU-ING. M. FINSTERWALD DIP L.-IN C. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 23. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO IBAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (0891 224211. TELEX OS-29672 PATMF SEELBERCSTR. 23/25,TEL.(O7II)S6 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805

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Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einer Kammer, die eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, und mit einem Schließglied das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und das im wesentlichen längs einer Achse in Schließrichtung auf den Ventilsitz zu und in Öffnungsrichtung von diesem weg bewegbar ist, um ein durch die Einlaßöffnung in die Kammer strömendes Medium zu steuern. Derartige Ventile werden insbesondere bei magnetisch schnell zu schaltenden Antiblockieranlagen benötigt, die den Schlupf eines Fahrzeugrades auf einem für eine optimale Bremsung bestimmten Wert halten. Bei diesen Schnellschal tventilen soll bei geringem Durchsatz an Strömungsmedium im Millisekundenbereich mit Hilfe möglichst kleiner Elektromagnete schlagartig geschaltet werden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Kugelsitzventile mit gehärteten scharfkantigen Dichtkanten und mit einer mit radialem Spiel in einer Kammer angeordneten Kugel, oder mit einer Kugel, die mit einem Stößel starr verbunden ist, der seinerseits spielfrei gelagert ist, auszustatten. Die Ausführungsform mit lateral freier Kugel, d.h. mit radialem Spiel in einer Kammer angeordneter Kugel, hat den Nachteil, daß die Kugel im offenen Zustand des Ventils vom zu schaltenden Medium vollständig umströmt wird. Durch Turbulenzen und Strömungsabrisse bei dieser Umströmung wird die Kugel in seitliche Schwingungen versetzt. Die Aufschaukelung dieser Lateralschwingungen führt zu heftigem Schwirren oder Pfeifen und damit zu vorzeitigem Verschleiß, sowie zu einer gehemmten Schließbewegung der Kugel.

Eine Maßnahme zur Verhinderung der Lateralschwingungen der Kugel bei geöffnetem Ventil wäre die Reduzierung des radialen Spiels der Kugel in der axialen Führung bis auf Null. Hiergegen spricht aber die Tatsache, daß die Kugel bei geschlossenem Ventil nur von der gehärteten scharfkantigen Dichtkante des Ventilsitzes zentriert sein darf, und daß es in der Praxis unmöglich ist, einen Rotationskörper an zwei Durchmessern gleichzeitig spielfrei zu zentrieren.

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Einen Ausweg aus diesem Problem sucht die zweite oben erwähnte bekannte Anordnung, bei der die Kugel starr mit einem Stößel verbunden ist, der seinerseits spielfrei in der Kammer gelagert ist. Derartige Ventile, zu denen auch das durch die DT-OS 19 61 248 bekannte Entlastungsventil gehört, werfen neben Führungsproblemen durch Reibung des Stößels auch Dichtigkeitsprobleme auf und erfordern bei ihrer Herstellung eine große Präzision. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß die Abdichtung zwischen Dichtkante und Kugel immer an demselben Abschnitt der Kugel stattfindet, wodurch der berüchtigte "Heiligenschein" auftreten kann.

Die obengenannten in zahlreichen Ausführungsformen bekannten Ventile haben zusammengefaßt den Fachteil, daß sie mit großer Präzision hergestellt werden müssen, daß der Dichtungssitz zur Undichtigkeit neigt und daß unregelmäßige Schaltzeiten durch die verzögerte Schließbewegung der Kugel auftreten.

Die mit dem Gegenstand der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, die Nachteile der eingangs erwähnten Ventile zu vermeiden und ein Ventil so auszubilden, daß eine eindeutige Zentrierung der Kugel durch die Dichtkante des Ventilsitzes gewährleistet ist, und daß Bewegungen der Kugel quer zum Ventilsitz weitgehend vermindert sowie das daraus resultierende Schwirren verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schließglied in einer durchgehenden Bohrung eines gesonderten Haltekäfigs radial spielfrei gehalten und axial derart geführt ist, daß das Medium durch die Bohrung an dem Schließglied vorbeiströmen kann und daß der Haltekäfig mit radialem Spiel in der Kammer gelagert ist. Damit wird erreicht, daß das Schließglied nur zusammen mit dem Haltekäfig in radialer Eichtung bewegt werden kann. Schließglied und Haltekäfig schweben zusammen mit einem ausreichenden von einer Toleranzrechnung bestimmten Minimalspiel in einer topfförmig ausgebildeten Kammer. Wenn das Schließglied zu Lateralsclrwingungen neigt, muß sich der ganze Haltekäfig mitbewegen, wodurch aber die

Gesamtbewegung des

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Schließgliedes gedämpft wird. Bei der Fertigung braucht nur jeweils eine Paßführung, einerseits die zwischen Schließglied und Haltekäfig, und andererseits die zwischen Haltekäfig und Kammer, hergestellt zu werden. Die Zentrierung des Schließgliedes auf dem Ventilsitz stellt sich beim ersten Schließvorgang des Ventils von selbst ein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform lagert der Haltekäfig nicht nur mit radialem, sondern zusätzlich auch mit axialem Spiel im strömenden Medium freischwebend in der Kammer. Damit wird eine besonders einfache Herstellung des Ventils und eine größere Beweglichkeit des Haltekäfigs in radialer Richtung, d. h. eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit des Ventils, erzielt.

Da die bei bekannten Ventilen fertigungstechnxsch nur schwierig herzustellende Zentrierung der axialen Führung des Schließgliedes gegenüber dem Ventilsitz bei der vorliegenden Erfindung nur einmal während des ersten Schließvorgangs, d. h. erst nach Inbetriebnahme des Ventils,erfolgt, ist es bei starken Erschütterungen und hohen Durchflußgeschwindigkeiten ausgesetzten Ventilen erwünscht, diese einmal erfolgte Selbstjustierung des Haltekäfigs möglichst lange während des Betriebs beizubehalten. Dazu ist bei einer Weiterbildung der Erfindung der Haltekäfig über eine Feder axial verspannt. Die Reibung, die diese Feder während einer radialen Bewegung des Haltekäfigs verursacht, wirkt einer azentrischen Verschiebung der axialen Führung gegenüber dem Ventilsitz entgegen. Vorteilhafterweise ist die Feder zwischen der dem Ventilsitz abgewandten Stirnseite des Haltekäfigs und der Kammer angeordnet. Damit erreicht man eine gleichmäßige Führung des Haltekäfigs in radialer Richtung an der Ventilplatte. Die axialwirkende Feder und die Führung des Haltekäfigs an der Ventilplatte vereinfachen die Herstellung des Ventils u_nd vermindern die Kippneigung des Haltekäfigs bei geöffnetem Ventil.

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Bei einer weiteren vorteilhaften Hauptausführungsform
wird ein mit radialem Spiel gelagertes Schließglied durch
ein in Öffnungsstellung des Ventils durch mindestens ein
exzentrisch zu einer durch die Ein- und Auslaßöffnung gebildeten Achse angeordnetes Zwangsführungselement und durch die Strömungskraft des Mediums an einer axialen Führung zur
Anlage gebracht. Die bei der eingangs beschriebenen ersten
Hauptausführungsform durch die Masseträgheit des Haltekäfigs verminderten radialen Bewegungen des Schließgliedes werden
durch diese zweite Hauptausführungsform vollständig verhindert. Die vom Zwangsführungselement und vom strömenden Medium herrührenden auf das Schließglied einwirkenden Kräfte halten es in Öffnungsstellung in einer stabilen Lage an einer Wand der axialen Führung. Diese Ausführungsform ist besonders kostengünstig, sowohl im Hinblick auf die Montage, als auch wegen
der geringen Fertigungsgenauigkeit, die z.B. bei der Bemessung des radialen Spiels der axialen Führung der Buchse eingehalten werden muß.

Zweckmäßig kann bei dieser Ausführungsform ein exzentrisch zur Ventilachse gelagerter Schaltstößel, der als Zwangsführungselement mit radialem Spiel in der axialen Führung angeordnet ist, verwendet werden. Dadurch wird ein Zwischenstößel oder ein sonstiges zusätzliches Zwangsführungselement eingespart.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung nach beiden Hauptausführungsformen ist darin zu sehen, daß das Schließglied um
mindestens eine Achse innerhalb einer einen drei- oder mehreckigen Querschnitt aufweisenden axialen Führung frei drehbar gelagert ist. Durch den eckigen Querschnitt der axialen Führung des Haltekäfigs oder der axialen Führung der Buchse wird das Schließglied gleichmäßig vom steuernden Medium umströmt. Mit Hilfe der frei drehbaren Lagerung wird das Schließglied
im Laufe der verschiedenen Schließvorgänge gleichmäßig am

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Umfang von der Dichtkante des Ventilsitzes beaufschlagt. Der berüchtigte "Heiligenschein" kann daher bei ordnungsgemäßer Anwendung des Ventils nicht auftreten.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet. Deren Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil der ersten Hauptausführungsart mit einem frei schwebenden Haltekäfig und darin befindlichem Schließglied;

Fig. 1a einen Querschnitt des Ventils gemäß Fig. 1 längs der Linie a-a mit einer viereckigen axialen Führung für das Schließglied;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ventil ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten mit axial verspanntem Haltekäfig;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Ventil der zweiten Hauptausführungsart mit einem exzentrisch zur Ventilachse angeordneten Zwischenstößel als Zwangsführungselement;

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Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Ventil ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten mit einem exzentrisch außerhalb der Kammer angeordneten Zwangsführungselement;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Ventil ähnlich den in Fig. 3 und 4 dargestellten mit einem exzentrisch zur Ventilachse angeordneten Schaltstößel als Zwangsführungselement.

Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 , 1a und 2 ist in einem Gehäuse 5 eine Ventilkammer 10, 10' mit einer Einlaßöffnung 12 und einer Auslaßöffnung 13 für das zu steuernde Strömungsmedium (nicht dargestellt) vorgesehen. Die Kammer 10, 10' besteht aus einem Topf 11, 11' ^mit der im Topfboden angeordneten Auslaßöffnung 13 und der den Topf deckelartig verschließenden Ventilplatte 3. In der Ventilplatte 3 ist zentrisch die Einlaßöffnung 12 und an ihrer Innenwand die gehärtete scharfkantige Dichtkante 9 (Ventilsitz) für das im Innern der Kammer 10, 10' liegende Schließglied 2 (Kugel) angeordnet, die Kugel 2 wird in einem Haltekäfig 11,11' in axialer Richtung radial spielfrei geführt.

In den Figuren 1, 1a und 2 weist die axiale Führung 4, 4' des Haltekäfigs 11, 11* einen viereckigen Querschnitt auf, damit das Strömungsmedium an der Kugel 2 vorbei durch das Ventil hindurch strömen kann. Der die Kugel 2 führende Haltkäfig 1, 1' ist mit radialem Spiel in der Kammer 10, 10' drehbar und verschiebbar angeordnet. Ein Schaltstößel· 6 liegt zentrisch auf der durch die Ein- und Auslaßöffnung 12, 13 gebildeten Achse 14.

In Fig. 1 und 1a ist eine Ausführungsform des Ventils dargestellt, bei der der Haltekäfig 1 zusammen mit der Kugel 2 freischwebend in der Kammer 10 im strömenden Medium gelagert ist. Bei Betätigung des sich in die Auslaßöffnung 13

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hinein erstreckenden Schaltstößels 6 wird die Kugel 2 in Richtung auf den Ventilsitz bis zum Anschlag mit der Dicht" kante 9 bewegt. Die Dichtkante 9 bringt die Kugel 2 zusammen mi_rt der axialen Führung 4 des Haltekäfigs 1 in eine zentrische Lage zum Ventilsitz bzw. zur Achse 14. In dieser zentrischen Lage dichtet die Kugel 2 an der scharfkantigen Dichtkante 9 das Strömungsmedium vor der Einlaßöffnung 12 gegen das Strömungsmedium in der Kammer 10 ab. In dieser geschlossenen Stellung des Ventils ist also nicht nur die Kugel 2 sondern auch die Führung 4 des Haltekäfigs 1 gegenüber der Achse 14 zentriert.

Beim Öffnen des Ventils durch Zurückziehen des Schaltstößels 6 hebt die Kugel 2 von der Dichtkante 9 ab und wandert normalerweise ohne jede relative oder absolute radiale Verschiebung in der axialen Führung 4 vom Schaltstößel 6 gehalten in Öffnungsrichtung des Schaltstößels 6. Das Strömungsmedium fließt dabei über die Einlaßöffnung 12 durch die von der Kugel und dem viereckigen Querschnitt der axialen Führung 4 gebildeten Öffnung hindurch an der Kugel 2 vorbei in die Auslaßöffnung 13 der Kammer 10. Wenn es trotz dieser gleichmäßigen Umströmung der Kugel 2 zu Druckschwankungen vor oder hinter der Kugel kommen sollte, wird bei einer radialen Verschiebung der Kugel der gesamte Haltekäfig 1 ebenfalls radial mitbewegt. Diese radiale Verschiebung von Kugel 2 und Haltekäfig 1 ist naturgemäß aufgrund der größeren Massenträgheit der beiden Teile geringer als bei den bekannten Ventilen mit lateral freier Kugel. Eine eventuelle Schwingung der Kugel wird daher durch die Massenträgheit des Haltekäfigs 1 und die zwischen der Kammer 10 und dem Haltekäfig 1 auftretenden Reibungskräfte gedämpft. Eine nach dieser gedämpften Schwingung der Kugel 2 verbleibende restliche Dezentrierung der axialen Führung 4 gegenüber der Achse 14 wird bei dem nächsten Schließvorgang des Ventils korrigiert.

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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Ventils wird der Haltekäfig 1' zusätzlich mittels einer Feder7 axial verspannt. Dabei wird die Stirnfläche des Haltekäfigs 1' an die Ventilplatte 3 gedrückt und bei einer eventuellen radialen Verschiebung an der Innenseite der Ventilplatte 3 geführt. Die Reibung, die die Feder 7 bei einer Querbewegung der Kugel 2 und des Haltekäfigs 1' verursacht, verstärkt zusammen mit der in Fig. 1 beschriebenen Massenträgheit der Teile zusätzlich die Dämpfung der eventuellen Schwingungen. Die Federkraft ist so ausgelegt, daß eine genaue Zentrierung der axialen Führung 4¹ mit der Kugel 2 gegenüber dem Ventilsitz beim Schließen des Ventils nach wie vor ermöglicht wird. Bei besonders stark ausgelegten Federn 7 wird die Zentrierung unter extremen Durchflußbedingungen des Mediums vor Inbetriebnahme des Ventils durch mehrmaliges Öffnen und Schließen des Ventils einjustiert. Diese Zentrierung bleibt dann während des Betriebs des Ventils erhalten.

Um Platz für die Feder 7 in der Kammer 1o' zu schaffen, muß der buchsenförmige Topf 11' in axialer Richtung größer ausgelegt sein als der in Fig. 1 beschriebene. Damit möglichst viele unterschiedliche Abschnitte der Kugel 2 mit der Dichtkante 9 in Berührung kommen, ist nicht nur die Kugel 2 in der axialen Führung 4¹ sondern auch der Haltekäfig 1¹ in dem Topf 11' drehbar gelagert. Die Drehung des Haltekäfigs 1¹ wird allerdings durch die Feder 7 stark vermindert. Die Wirkungsweise des Ventils ist im wesentlichen die gleiche wie die oben in Fig. 1 beschriebene.

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In den Figuren 3, 4 und 5 ist eine zweite Hauptausführungsform der Erfindung in verschiedenen Abwandlungen dargestellt. In dem Gehäuse 5 liegt eine Kammer 2o, 2o' , 2ο'¹, die aus einer Buchse 19, 19', 19'' und einer Ventilplatte 3, 3¹¹ besteht. Die Kammer 2o, 2ο¹, 2ο¹¹ weist eine Einlaßöffnung 12, 12' und eine Auslaßöffnung 13 auf. In der Buchse 19,

19!, 19'' liegt eine axiale Führung 23, 23', 23'' , in der ι

eine Kugel 2 mit radialem Spiel über ein exzentrisch zu der Achse 14 angeordnetes Zwangsführungselement 6', 21, 22 und durch die Strömungskraft des Mediums geführt und gehalten wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ventil liegt das Zwangsführungselement in Form einer Kugel (Zwischenstößel 22) zwischen der Kugel 2 und dem Schaltstößel 6. Der kugelförmige Zwischenstößel 22 ist gleichfalls mit radialem Spiel in der axialen Führung 23 angeordnet. Bei geöffnetem Ventil wird die Kugel 2 zusammen mit dem Zwischenstößel 22 durch die Kraft des in die Einlaßöffnung 12 strömenden Mediums in Richtung auf den Schaltstößel 6 bewegt. Das zu steuernde Medium strömt aufgrund des nicht dargestellten viereckigen Querschnitts der axialen Führung 23 an den beiden Kugeln 2 und 22 vorbei

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in die Auslaßöffnung 13. Falls die Kugeln 2 und 22 nicht schon in diametral gegenüberliegenden stabilen Lagen an der axialen Führungswand 23 anliegen, bewirkt der an der Kugel 2 durch das Radialspiel hindurchtretende eine höhere Geschwindigkeit als der Reststrom aufweisende Strom des Mediums einen Unterdruck an dieser Stelle, sodaß die Kugel 2 in Richtung dieses Unterdrucks bewegt wird. Einmal mit der Wand der Führung 23 zur Anlage gebracht, hält die Kugel 2 die Kugel an der diametral gegenüberliegenden Wand der Führung 23. Da die Kugel 22 gleichfalls in eine exzentrische Lage zur Achse 14 gebracht ist, kann sie nicht auf dem Schaltstößel 6 abrollend in Richtung auf die gleiche Wand, an der auch die Kugel 2 abgestützt ist, bewegt werden. Die Kugeln 2 und verharren also aufgrund ihrer exzentrischen stabilen Lage in ihren Positionen.

Bei der Schließbewegung des Schaltstößels 6 rollt die Kugel 22 an der Wand der Führung 23 ab und schiebt dabei die gleichfalls an der gegenüberliegenden Wand der Führung abrollende Kugel 2 bis zur Dichtkante 9 an der Einlaßöffnung 12 vor sich her. Von diesem Zeitpunkt ab übernimmt die Dichtkante 9 des Ventilsitzes die Zentrierung der Kugel 2. Auch in diesem Stadium der Schließbewegung des SchaltstÖße-ls bleibt die stabile Lage der sich gegenüberliegenden Kugeln 2 und 22 bis zum Verschließen des Ventils erhalten. Selbst in geschlossenem Zustand des Ventils bleibt die Kugel 22 in der einmal gewählten Lage zur Wand der Führung 23, da die Kraftwirkung des Schaltstößels 6 um die Größe des radialen Spiels der Kugel 22 von der Achse 14 versetzt, die auf dem Ventilsitz ruhende Kugel 2 trifft. In Schließstellung des Ventils wird die Kugel 22 durch die zentrisch auf der Achse 14 liegende Kugel 2 und den Schaltstößel 6 gegen die Wand der Führung 23 gedrückt. Beim Öffnen des Ventils liegen die gleichen Kräfteverhältnisse wie beim Schließen des Ventils vor. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß die Kugel 2 an einer Querbewegung zur Achse 14 durch die Zwangsführung gehindert wird.

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In Figur 4 ist eine andere Ausfuhrungsform des in Figur angewendeten Prinzips der Zwangsführung im Schnitt dargestellt. Eine Kammer 2o" besteht aus einer kurzen Buche 19' und eine Ventilplatte 3'¹ ist in einem Gehäuse 5 angeordnet. In der Kammer 2o' liegt mit radialem Spiel eine von einem Schaltstößel 6 beaufschlagte Kugel 2. Der Schaltstößel 6 erstreckt sich soweit in die Auslaßöffnung 13 der Kammer 2o' hinein, daß die Kugel 2 die Einlaßöffnung 12' am Ventilsitz verschließen kann. Die auf der Ventilplatte 3¹¹ zentral angeordnete Einlaßöffnung 12' weist eine verbreitete konische Fase auf. Durch diese erweiterte Einlaßöffnung 12' hindurch greift ein exzentrisch zur Achse 14 gelagertes Zwangsführungselement 21 an der Kugel 2 an. Das Zwangsführungselement 21 besteht aus einer am Gehäuse 5 verankerten Schraubenfeder 18 und einer darauf angeordneten Kugel 17. Die Kugel 17 und die Einlaßöffnung 12' sind so ausgelegt, daß auch bei vollständig geöffnetem Schaltstößel 6 die Kugel 2 nicht so weit aus der Einlaßöffnung 12" entfernt wird, daß ein Verschließen des Ventils durch die Kugel 17 eintreten kann.

Die Funktionsweise dieses Ventils ist die folgende: In geöffnetem Zustand fließt das Strömungsmedium über die Einlaßöffnung 12' durch die Kammer 2o' und die Auslaßöffnung 13. Durch die exzentrische Anordnung der Feder 18 zur Achse 14 am Gehäuse wird die auf der Feder befindliche Kugel 17 in Richtung auf die an der Wand der Führung 23' anliegenden Kugel 2 gedrückt. Diese entsprechend der Stärke der Feder 18 einstellbare Richtkraft muß so gewählt werden, daß die durch das Radialspiel der Kugel 2 und die damit erhöhte Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich der Kugel 2 angreifende Querkraft durch den Unterdruck auf jeden Fall kleiner ist als die Summe der entgegengesetzt gerichteten Kräfte, bestehend aus den beiden Reibungskräften, die durch den Schaltstößel 6 und die Kugel 17 an der Kugel 2 angreifen und der radialen Komponente der Richtkraft des Zwangsführungselements 21. Obgleich die Feder 18 bei der vorliegenden Ausführungsform entgegen der Schließbewegung des Schalt-

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Stößels 6 gerichtet ist,, kann sie doch so eingestellt werden, daß nach wie vor ein schneller Schließvorgang und ein Anliegen der Kugel 2 an der Wand der Führung 23 gewährleistet ist. Beim Schließen des Ventils wird der Schaltstößel· 6 in Richtung auf die Einlaßöffnung 12' bewegt, wodurch die Kugel 2 die Kugel 17 des Zwangsführungselements 21 aus der Einlaßöffnung 12 herausdrückt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil,daß die Ansprechempfindlichkeit des Ventils im eingebauten Zustand von außen durch Verändern des Federdrucks 18 sehr genau eingestellt werden kann. Bei der Inbetriebnahme des Ventils wird der Federdruck gleichmäßig so lange erhöht, bis ein "Schwirren" auch bei größten Durchflußgeschwindigkeiten des Mediums vermieden wird.

In Figur 5 ist eine vereinfachte Ausführungsform der in Figur 3 beschriebenen zweiten Hauptausführungsform der Erfindung im Schnitt dargestellt. In einer Kammer 2ο¹¹, die aus einer kurzen Buchse 19¹¹ und einer Ventilplatte 3 besteht, liegt die Kugel 2 mit radialem Spiel in der axialen Führung 23'', die einen viereckigen Querschnitt aufweist. Die Kammer 2o'' ist in einem Gehäuse 5 gelagert. Anstelle des Zwischenstößels in Form der Kugel 22 in Figur 3 tritt bei dieser Ausführungsform ein exzentrisch zur Achse 14 gelagerter Schaltstößel 6¹ mit einem kugelförmigen Endabschnitt 24. Bei einem Schließen des Ventils drückt der kugelförmige Endabschnitt 24 des Schaltstößels 6' die Kugel 2 gegen die axiale Führung 23''. Nachdem die Kugel 2 die Dichtkante 9 der Ventilplatte 3 erreicht hat, hebt die in Richtung der Achse 14 wirkende Kraft des Schaltstößels 6¹ die Kugel 2 von der Führung 23'' ab und wälzt die Kugel 2 über die Dichtkante 9 hinweg in die zentrierte Schließstellung.

Beim Öffnen des Ventils wird der Schaltstößel 6" aus der Auslaßöffnung 13 herausgezogen. Die Kraft des strömenden Mediums hält die Kugel in Anlage mit der Führung 23^s' und dem exzentrisch gelagerten Schaltstößels 6¹. Die Exzentrizität des Schaltstößels 6' zur Achse 14 muß dabei so gewählt

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werden, daß die Querkraft, die aufgrund des ünterdrucks an der Kugel angreift, abgefangen v/erden kann. Der Unterdruck tritt in der Nähe eines Bereichs der Kugel auf, in dem sie das größte Radialspiel gegenüber der Führung 23' aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform kann von außen durch Verstellen der Exzentrizität des Schaltstößels 6¹ eine Justierung des Ventils,bei der ein "Schwirren" gerade noch vermieden wird, im eingebauten Zustand erfolgen.

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e e r s e

Claims (19)

Patentansprüche

1. Ventil mit einer Kammer, die eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, und mit einem vorzugsweise als Kugel ausgebildeten Schließglied, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und das im wesentlichen längs einer Achse in Schließrichtung auf den Ventilsitz zu und in Öffnungsrichtung von diesem weg bewegbar ist, um den Durchfluß eines durch die Einlaßöffnung in die Kammer strömenden Mediums zu steuern, dadurch gekennzeichnet , daß das Schließglied (2) in einer durchgehenden Bohrung eines gesonderten Haltekäfigs (1,1' ) radial spielfrei gehalten und axial derart geführt ist, daß das Medium durch die Bohrung an dem Schließglied (2) vorbeiströmen kann, und daß der Haltekäfig (1,1') mit radialem Spiel in der Kammer (10, 10' ) gelagert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlich mit axialem Spiel gelagerten im strömenden Medium freischwebenden Haltekäfig (1).

3. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen über eine Feder (7) axial verspannten Haltekäfig (1')·

4. Ventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Feder (7), die zwischen der dem Ventilsitz (9) abgewandten Seite des Haltekäfigs (1¹) und der Kammer (10') angeordnet ist.

5. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haltekäfig (1,1'} der in radialer Richtung an einer den Ventilsitz (9) aufweisenden Ventilplatte (3) geführt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen drehbar um seine Rotationsachse in der Kammer (10,1O¹) gelagerten buchsenförmigen Haltekäfig (1,1').

7. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die von einem Topf (11, 11') mit im Topfboden angeordneter Auslaßöffnung (13) und von einer den Topfrand deckelartig verschließenden Ventilplatte (3) gebildete Kammer (10,10').

8. Ventil mit einer Kammer, die eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, und mit einem vorzugsweise als Kugel ausgebildeten Schließglied, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und das in einer Kammer mit radialem Spiel angeordnet und im wesentlichen längs deren Achse in Schließrichtung auf den Ventilsitz zu und in öffnungsrichtung von diesem weg bewegbar ist, um den Durchfluß eines durch die Einlaßöffnung in die Kammer strömenden Mediums zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß in Öffnungsstellung das Schließglied (2) durch die Strömungskraft des Mediums gegen einen eine Querkraftkomponente auf das Schließglied (2) ausübenden, insbesondere konvex gekrümmten Endabschnitt (17,24) eines vorzugsweise exzentrisch zu der Mittelachse der Kammer (14) angeordneten Zwangsführungselements (6',21,22) gedrückt und dadurch zu einer definierten Anlage an der Wand (23,23',23") der Kammer gebracht ist.

9. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen auf der Achse (14) zentrisch gelagerten, durch die Auslaßöffnung (13) hindurchtretenden, das Schließen des Ventils bewirkenden Schaltstößel (6)

10. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mindestens um eine Achse innerhalb der axialen Führung (4,4',4"; 23,23',23") frei

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drehbar gelagertes Schließglied (2) .

11. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine axiale Führung (4,4', 4";23,23',23") mit einem drei- oder mehreckigen Querschnitt.

12. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch einen Zwischenstößel (22), der als Zwangsführungselement zwischen Schließglied (2) und Schaltstößel (6) mit radialem Spiel in der axialen Führung (23) angeordnet ist.

13. Ventil nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen kugelförmig ausgebildeten Zwischenstößel (22).

14. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein kugelförmig ausgebildetes Schließglied (2).

15. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 und 10 bis 14, gekennzeichnet durch einen exzentrisch zu der Achse (14) gelagerten Schaltstößel (6'), der als Zwangsführungselement mit radialem Spiel in der axialen Führung (23") angeordnet ist.

16. Ventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schaltstößel (6¹) mit kugelförmigem Endabschnitt (24).

17. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 16, gekennzeichnet durch ein federnd exzentrisch zur Achse (14) außerhalb der Kammer (20, 20', 20") im Gehäuse (5) angeordnetes, sich bis in die Einlaßöffnung (12) hineinerstreckendes, an der dem Schaltstößel (6,6') abgewandten Seite des Schließgliedes (2) angreifendes Zwangsführungselement (21).

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18. Ventil nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein Zwangsführungselement (21), das eine Schraubenfeder (18) und eine darauf angeordnete am Schließglied (2) angreifende Kugel (17) aufweist.

19. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 18, gekennzeichnet durch eine von einer die axiale Führung (23,23',23") aufweisenden Buchse (19,19', 19") und von einer die Einlaßöffnung (12) aufweisenden Ventilplatte (3,3') gebildeten Kammer (20,2O¹,20").

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