DE3528072A1 - Absperrorgan, insbesondere mediengetrenntes ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan, insbesonde­ re ein mediengetrenntes Ventil, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßes Absperrorgan, das insbesonde­ re als mediengetrenntes Ventil ausgebildet sein kann, weist ein Gehäuse auf, das einen mit Zu- und Ablei­ tungskanälen verbundenen Hohlraum aufweist, inner­ halb dessen ein Dichtteil angeordnet ist, das sich in sei­ ner Dichtstellung gegen einen innerhalb des Hohlrau­ mes angeordneten Dichtsitz anlegt. Das Dichtteil ist hierbei auf einem schwenkbar im Gehäuse gelagerten Hebel angeordnet, der mittels einer Feder, die beim gattungsgemäßen Absperrorgan als Druckfeder ausge­ bildet ist, in die Dichtstellung mit einer Kraft belastet wird. Ferner ist der Hebel mit einem beweglichen Ma­ gnetanker verbunden, der mit einem feststehenden Ma­ gnetkern einer Elektromagneteinrichtung zusammen­ wirkt und der bei dem gattungsgemäßen Absperrorgan in einer Ebene angeordnet ist, die im wesentlichen im rechten Winkel zur Ebene des Hebels liegt.

Hierbei ist jedoch vor allem nachteilig, daß das gat­ tungsgemäße Absperrorgan sehr viel Platz benötigt, da der schwenkbare Hebel bzw. das auf ihm angeordnete Dichtteil und die Betätigungsmagnetspule bzw. der Ma­ gnetkern in zwei im Winkel zueinander angeordneten Ebenen liegen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Absperror­ gan, wie insbesondere ein mediengetrenntes Ventil, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, das bei gleicher Funktionstüchtigkeit einen er­ heblich geringeren Platzbedarf aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß der Hebel, auf dem das Dichtteil ange­ ordnet ist, im wesentlichen parallel zur Längsachse des Magnetkerns angeordnet ist, wird erreicht, daß dieser Hebel und die Betätigungsmagnetspule der Elektroma­ gneteinrichtung in einer Ebene liegen, was den Platzbe­ darf des erfindungsgemäßen Absperrorganes erheblich vermindert. Durch das Vorsehen einer Flächeneinrich­ tung, die bei Betätigung der Elektromagneteinrichtung ein Drehmoment erzeugt, das den Hebel aufgrund einer resultierenden Kraft vom Dichtsitz abhebt, wird er­ reicht, daß trotz der platzsparenden Konstruktion des erfindungsgemäßen Absperrorgans dessen Funktion in vollem Umfange bei hoher Funktionssicherheit gewähr­ leistet ist. Hierbei wird trotz der aus der platzsparenden Ausbildung resultierenden erheblichen Schwierigkeiten zur Erreichung einer einwandfreien Funktion eine äu­ ßerst einfache und damit kostengünstige Lösung ge­ schaffen, die für einen weiten Anwendungsbereich ge­ eignet ist. Dabei ist natürlich unter einer im wesentli­ chen parallelen Stellung des Hebels eine solche zu ver­ stehen, die einerseits eine sichere Dichtwirkung und Möglichkeit zur Öffnung des Absperrorganes ermög­ licht, aber andererseits die genannten Vorteile erbringt.

Aufgrund der sehr kompakten Bauweise des erfin­ dungsgemäßen Absperrorganes ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß es beispielsweise auch zum Anbau an Bilanzkammern, beispielsweise von Hämodialysevor­ richtungen, geeignet ist.

Zwar ist aus der DE-OS ein Elektromagnetventil be­ kannt, dessen Ventilhebel parallel zur Längsachse des Magnetkernes angeordnet ist, jedoch handelt es sich bei diesem Ventil um eine mit dem erfindungsgemäßen Ab­ sperrorgan nicht vergleichbare Bauart, da der Ventilhe­ bel hier eine Hub- und nicht eine Schwenkbewegung gegen den Ventilsitz ausführt.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbil­ dungen der Erfindung zum Inhalt.

Weist die Flächeneinrichtung je eine am Magnetkern bzw. dem Magnetanker angeordnete Fläche auf, die im Winkel zur Längsachse des Magnetkernes und aufein­ ander zu weisend angeordnet sind, ergibt sich der Vor­ teil weiterer Platzersparnis, da die Flächen an ohnehin vorhandenen Teilen vorgesehen sind, ohne weitere Bau­ teile zu erfordern.

Dieser Vorteil gilt ebenso für die Ausführungsform gemäß Anspruch 3.

Aus den folgenden Unteransprüchen ergeben sich insbesondere weitere vorteilhafte Ausbildungsmöglich­ keiten im Hinblick auf eine noch kompaktere Bauweise, die zudem weitere Vorteile hinsichtlich Wartung, Mon­ tage und Einsatzmöglichkeiten bieten. Weitere Einzel­ heiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungs­ beispielen anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Absperrorgans,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform, und

Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstel­ lung einer dritten Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absperrorganes 1 dargestellt, das im Beispielsfalle als mediengetrenntes Ventil ausgebil­ det ist. Das Absperrorgan 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei Gehäu­ sehälften 3 und 4 zusammengesetzt ist, die einstückig mit einem Zuleitungskanal 5 und einem Ableitungskanal 6 verbunden sind. Ferner weist das Gehäuse 2 einen mit dem Zu- und Ableitkanal 5 bzw. 6 verbundenen Hohl­ raum 7 auf.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist im Hohlraum 7 ein Dichtsitz 8 angeordnet, der im rechten Winkel zur Achse des Zu- bzw. Ableitkanales 5 bzw. 6 angeordnet ist und als kreisringförmige Dichtfläche aus­ gebildet ist, die einstückig mit einer Gehäusewand 9 der Gehäusehälfte 3 verbunden ist. Der Dichtsitz 8 ragt in den Hohlraum 7 hinein, und in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung des Absperrorganes 1 ruht ein Dichtteil 10 auf dem Dichtsitz 8 und schließt dabei die Verbin­ dung zum Ableitkanal 6 ab.

Das Dichtteil 10 ist ein langgestrecktes Bauteil und weist eine Aufnahmeausnehmung 11 auf, und ist an sei­ nem gemäß Fig. 1 oberen Endbereich mit einem Lager­ bereich 12 versehen, der aus dem gleichen Material wie das Dichtteil 10 besteht. Im Bespielsfalle ist der Lager­ bereich 12 plattenförmig ausgebildet und ruht in einer schneidenförmig ausgebildeten Lagerausnehmung 13, die von den Gehäusehälften 3 und 4 in deren oberen Bereich gebildet wird. lnnerhalb der Ausnehmung 11 des Dichtteiles 10 ist ungefähr eine Hälfte eines Hebels 14 angeordnet, dessen andere Hälfte aus dem Dichtteil 10 hervorragt und eine Ausnehmung 15 eines Zwischen­ teiles 16 durchgreift. Das Zwischenteil 16 ist auf dem Gehäuse 2 angeordnet und weist eine Aufnahmekam­ mer 17 auf, in der eine Feder 18 angeordnet ist, deren eines Ende am Zwischenteil 16 befestigt ist, während ihr anderes Ende am in der Durchtrittsausnehmung 15 be­ findlichen Bereich des Hebels 14 angreift.

Der gemäß Fig. 1 oben befindliche Endbereich des Hebels 14 ist in einer Ausnehmung 19 eines Magnetan­ kers 20 befestigt, der ein Teil einer Elektromagnetein­ richtung 21 bildet. Die Elektromagneteinrichtung 21 weist ferner einen Magnetkern 22 auf, der, wie auch der Magnetanker 20 in der Längsmittelachse der Elektro­ magneteinrichtung 21 angeordnet ist, wobei, wie Fig. 1 verdeutlicht, die Lage des beweglichen Magnetankers 20 um einige Winkelgrade von einer genauen fluchten­ den Anordnung zur Längsmittelachse der Elektroma­ gneteinrichtung 21 abweicht.

Ferner weist die Elektromagneteinrichtung 21 eine Betätigungsmagnetspule 23 auf, die den Magnetanker 20 und den Magnetkern 22 umgibt und die wiederum von einem Mantel 24 umgeben ist, der den magne­ tischen Rückschluß bildet.

Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der feste Maggnetkern 22 mittels einer Schraubverbindung 25 am Mantel 24 festgelegt.

Ferner verdeutlicht die Darstellung in Fig. 1, daß eine Flächeneinrichtung 26 vorgesehen ist, die im Beispiels­ falle zwei Flächen 27 und 28 aufweist, wobei die Fläche 27 auf dem festen Magnetkern 22 angeordnet ist, wäh­ rend die Fläche 28 auf dem beweglichen Magnetanker 20 angeordnet ist. Ferner ist ersichtlich, daß sowohl die Fläche 27 als auch die Fläche 28 abgeschrägt sind, also einen Winkel zur Längsmittelachse der Elektromagnet­ einrichtung bzw. zu den Längsmittelachsen des Magnet­ kerns 22 bzw. des Magnetankers 20 einnehmen. Da­ durch begrenzen die Flächen 27 und 28 einen Raum 29, der dem Magnetanker 20 die Möglichkeit für eine Be­ wegung auf den Magnetkern 22 zu ermöglicht.

Da der Magnetkern 20 fest mit dem Hebel 14 verbun­ den ist, muß auch dieser beweglich gelagert sein, was bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform durch die elastische Ausbildung des Dichtteiles 10 bzw. dessen Lagerbereiches 12 erreicht wird. Die elastischen Materi­ aleigenschaften dieses Lagerbereiches 12 bzw. des Dichtteiles 10 ermöglichen dem Hebel 14 eine Schwenk­ bewegung um einen Winkel von ca. 5 Grad.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung handelt es sich, wie oben bereits erwähnt, um die Schließstellung des erfindungsgemäßen Absperrorganes 1. Diese wird durch die Wirkung der Feder 18 auf den Hebel 14 reali­ siert, wobei die Feder 18 im Beispielsfalle als Zugfeder ausgebildet ist, die den Hebel entgegen dem Uhrzeiger­ sinn zu schwenken sucht, wodurch das Dichtteil 10 auf den Dichtsitz 8 gepreßt wird.

Wird nun die Elektromagneteinrichtung 21 betätigt, wird der bewegliche Magnetanker 20 auf den Magnet­ kern 22 zu bewegt, und zwar entgegen der Kraft der Feder 18. Durch diese Bewegung und aufgrund der be­ weglichen Lagerung des Hebels 14 wird dieser im Uhr­ zeigersinn geschwenkt, wodurch sich das Dichtteil 10 vom Dichtsitz 8 abhebt und die Strömungskanäle frei­ gegeben werden.

Wird die Stromversorgung der Elektromagnetein­ richtung unterbrochen, zieht die Feder 18 den Hebel wieder in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurück, wo­ durch das Dichtteil 10 wieder in Anlage mit dem Dicht­ sitz 8 kommt.

Fig. 1 verdeutlicht die äußerst platzsparende Ausbil­ dung des erfindungemäßen Absperrorganes 1 durch die im wesentlichen in der Längsmittelachse vorgesehene Anordnung des Magnetkerns 22, des beweglichen Ma­ gnetankers 20 und dem daran befestigten Hebel 14, auf dem das Dichtteil 10 angeordnet ist.

Ferner wird deutlich, daß durch die geschickte Anord­ nung der Flächeneinrichtung 26 mit ihren einander ge­ genüberliegenden abgeschrägten Flächen 27 und 28 auf äußerst einfache Art und Weise das schwierige Problem gelöst wird, trotz der platzsparenden Anordnung die Schließ- bzw. Öffnungsfunktion des erfindungsgemäßen Absperrorganes 1 bei Aufrechterhaltung der vorteilhaf­ ten schwenkbeweglichen Lagerung des Hebels 14 si­ cherzustellen.

Gemäß Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrorganes 1 dargestellt, des­ sen Teile, die in Funktion und Ausbildung denjenigen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugzeichen versehen sind, und auf deren nochmalige Erläuterung hier verzichtet werden kann, da hinsichtlich dieser Teile keinerlei Unterschiede beste­ hen.

Unterschiede bestehen jedoch in der Ausbildung der Flächeneinrichtung, die bei der Ausführung gemäß Fig. 2 mit der Bezugsziffer 30 gekennzeichnet ist. Die Flächeneinrichtung 30 weist zunächst zwei im rechten Winkel zur Längsachse des Magnetkerns bzw. des Ma­ gnetankers 22 bzw. 20 angeordnete Flächen 31 und 32 auf, die auf dem Magnetkern 22 bzw. dem Magnetanker 20 angeordnet sind, auf einander zuweisen und einen Raum 33 begrenzen. Ferner weist die Flächeneinrich­ tung 30 eine kreisbogenförmige Innenwandfläche 34 auf, die im Beispielsfalle als Ausnehmung im Magnetan­ ker 20 ausgebildet ist. Unterhalb der Innenwandfläche 34 ist eine weitere Ausnehmung 35 vorgesehen, die den für die Bewegung des im Magnetanker 20 befindlichen Endes des Hebels 14 erforderlichen Raum schafft.

Wird bei der gemäß Fig. 2 dargestellten Ausfüh­ rungsform die Magneteinrichtung 21 betätigt, wird der Magnetanker 20 entlang der Längsmittelachse nach oben angehoben, wodurch ein innerhalb der Innen­ wandfläche 34 angeordnetes, beispielsweise rollenför­ mig ausgebildetes Gleitteil 36 entlang der Innenwand­ fläche 34 gemäß der in Fig. 2 gewählten Darstellung nach rechts bewegt wird, wodurch der Hebel 14 entge­ gen der Federkraft aufgrund des erzeugten Drehmo­ mentes im Uhrzeigersinn bewegt wird. Diese Bewegung hebt ebenso wie diejenige bei der Ausführungsform ge­ mäß Fig. 1 das Dichtteil 10 vom Dichtsitz 8 ab, wodurch die Strömungskanäle freigegeben werden.

Nach Abschalten der Elektromagneteinrichtung 21 zieht die Feder 18 den Hebel 14 wieder in die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dichtstellung des Dichtteiles 10 zurück.

Ergänzend sei noch gesagt, daß die eine Kulissenfüh­ rung für den Hebel 14 bildende Innenwandfläche genü­ gend steil auszubilden ist, um einer Selbsthemmung ent­ gegenzuwirken. Darüber hinaus sollte bei dieser Aus­ führungsform auf eine gute Gleitbeweglichkeit des Ma­ gnetankers 20 in seiner Gleitführung geachtet werden.

Wie die Darstellung gemäß Fig. 3 verdeutlicht, unter­ scheidet sich diese Ausführungsform von den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Absperrorganen vor allem in der Ausbildung der Flächeneinrichtung, die in der Fig. 3 mit der Bezugsziffer 37 bezeichnet ist. Die Flächenein­ richtung 37 weist wiederum zwei Flächen 38 und 39 auf.

Die Fläche 38 ist hierbei am Magnetkern 22 angeordnet, verläuft jedoch parallel zu dessen Längsmittelachse, wie dies im einzelnen der Fig. 3 entnommen werden kann.

Die Fläche 39 ist am beweglichen Magnetanker 20 an­ geordnet und kann mit der Fläche 38 des Magnetkernes 22 zusammenwirken. Ferner weist der Magnetanker 20 eine weitere Fläche 40 auf, die sich bei dieser Ausfüh­ rungsform in einem Winkel von etwas mehr als 90° an die Fläche 39 anschließt und einer Stirnfläche 41 gegen­ überliegt, die im rechten Winkel zur Fläche 38 am Ma­ gnetkern 22 angeordnet ist.

Diese Ausführungsform ergibt insbesondere hinsicht­ lich einer sehr einfachen Herstellung besondere Vortei­ le.

Zu den weiteren Unterschieden der in Fig. 3 verdeut­ lichten Ausführungsform zählt ferner der Aufbau des Gehäuses des Absperrorganes, wobei das Gehäuse 42 im Beispielsfalle zwei Gehäusehälften 43 und 44 auf­ weist, deren eine Gehäusehälfte 43 einen Auslaßkanal 44′ aufweist, während die Gehäusehälfte 44 einen Ein­ laßkanal 45 und einen Auslaßkanal 46 aufweist. Diese Anordnung wird auch als 3/2-Wegeabsperrorgan be­ zeichnet, das ferner in seinem Hohlraum 47 zwei Dicht­ sitze 48 und 49 aufweist. Hierbei ist der Dichtsitz 48 am Auslaßkanal 44 und der Dichtsitz 49 am Auslaßkanal 46 angeordnet. Gegen diese Dichtsitze 48 und 49 kann das Dichtteil 10 jeweils angelegt werden, wobei dann der jeweilige Kanal geschlossen wird, während der andere geöffnet wird.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es selbstverständlich möglich ist, bei den Ausführungsfor­ men nach den Fig. 1 und 2 die beiden Gehäusehälften 3 und 4 zu vertauschen, was bei den dargestellten Ausfüh­ rungsformen also dann dazu führt, daß der Dichtsitz 8 jeweils auf die linke Seite wandert. Dies hätte dann zur Folge, daß bei der dargestellten Stellung des Dichtteiles 14 in der stromlosen Position das Absperrorgan geöff­ net ist. Im Zusammenhang mit den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellungen bedeutet dies also, daß ledig­ lich durch ein Vertauschen der Gehäusehälften sowohl eine stromlos offene als auch eine stromlos geschlosse­ ne Stellung erreichbar ist. Ferner sei noch bemerkt, daß die in den dargestellten Beispielsfällen als Zugfeder aus­ gebildete Feder 18 auch als Druckfeder ausgebildet sein kann, die dann natürlich auf der gemäß den gewählten Darstellungen rechten Seite des Hebels 14 anzuordnen ist, was beispielsweise durch ein Verdrehen des Zwi­ schenteiles 16 erreicht werden kann.

Claims (10)

1. Absperrorgan, insbesondere mediengesteuertes Ventil, mit einem Gehäuse, das einen mit Zu- und Ableitkanälen verbundenen Hohlraum aufweist, in­ nerhalb dessen ein gegen wenigstens einen Dicht­ sitz anlegbares Dichtteil angeordnet ist, das auf ei­ nem schwenkbaren Hebel angeordnet ist, der mit­ tels einer Feder in die Dichtstellung mit einer Kraft belastbar ist, und der mit einem beweglichen Ma­ gnetanker verbunden ist, der mit einem feststehen­ den Magnetkern einer Elektromagneteinrichtung mit einer Betätigungsmagnetspule zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (14) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Magnet­ kerns (22) bzw. der Betätigungsmagnetspule (23) angeordnet ist, und daß eine Flächeneinrichtung (26; 30; 37) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, daß bei Betätigung der Elektromagneteinrich­ tung (21) ein Drehmoment erzeugbar ist, das eine den Hebel (14) bzw. das Dichtteil (10) vom Dichtsitz (8) abhebende Kraft erzeugt.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flächeneinrichtung (26) zwei Flä­ chen (27, 28) aufweist, von denen eine (28) am Ma­ gnetanker (20) und die andere (27) am Magnetkern (22) angeordnet ist, wobei wenigstens eine der bei­ den Flächen (27, 28) einen Winkel mit der Längs­ achse des Magnetkernes (22) einschließt und die Flächen aufeinander zuweisen.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flächeneinrichtung (30) zwei im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse des Magnetkerns (22) abgeordnete, aufeinander zu­ weisende Flächen (31, 32) aufweist, von denen eine (31) am Magnetkern (22) und die andere (32) am Magnetanker (20) angeordnet ist, und daß die Flä­ cheneinrichtung (30) weiterhin eine im wesentli­ chen kreisbogenförmige Innenwandfläche (34) zur Bildung einer Kulissenführung aufweist, in der ein am Hebel (14) befestigtes Gleitteil (36) beweglich gelagert ist.

4. Absperrorgan nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenwandfläche (34) als Ausneh­ mung im Magnetanker (20) ausgebildet ist.

5. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) über ein Zwischenteil (16) mit der Elektromagnetein­ richtung verbunden ist.

6. Absperrorgan nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenteil (16) eine Durch­ trittsausnehmung (15) für den Hebel (14) aufweist.

7. Absperrorgan nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (16) eine Aufnahmekammer (17) für die Feder (18) aufweist.

8. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) im we­ sentlichen quer zum Hebel (14) an diesem angreift.

9. Absperrorgan nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder (18) als Zugfeder ausgebil­ det ist.

10. Absperrorgan nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Feder als Druckfeder ausge­ bildet ist.