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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Mischventil zum Regulieren eines Fluidstroms
in einem Rohrsystem, wobei das Ventil ein Gehäuse aufweist, das eine kreiszylindrische
Kammer mit verschiedenen Anschlüssen
bildet, die längs
des Umfangs einer Zylinderverkleidung angeordnet sind, und das Rohrsystem
mit den Anschlüssen
verbunden werden kann, sowie mit einer ersten Stirnwand senkrecht
zu einer Zylinderachse und einer gegenüberliegenden zweiten Stirnwand
senkrecht zu der Zylinderachse, wobei die erste von ihnen eine Öffnung konzentrisch
zu der Zylinderachse aufweist und in der Öffnung eine Betätigungsspindel
für einen
Drehschieber, der in der Kammer gedreht werden kann, mittels wenigstens
eines O-Rings, der an der Betätigungsspindel
angeordnet ist, drehbar angebracht ist, der Drehschieber eine erste
kreisförmige
Seitenwand aufweist, die angrenzend an die erste Stirnwand der Kammer
und parallel zu dieser angeordnet ist, von dieser Stirnwand die Betätigungsspindel
senkrecht vorsteht, und eine zweite kreisförmige Seitenwand aufweist,
die angrenzend an die zweite Stirnwand der Kammer und parallel hierzu
angeordnet ist, wobei sich zwischen den Seitenwänden eine Verkleidungswand
erstreckt und sich die Verkleidungswand entlang eines Teils des
Umfangs der Seitenwände
erstreckt und so eingerichtet ist, dass sie den Fluidstrom zwischen
den Anschlüssen
des Mischventils reguliert, indem sie einen der beiden Anschlüsse oder
beide in Abhängigkeit
von der Drehposition des Drehschiebers wenigstens teilweise schließt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
bekannten Mischventilen der hier in Rede stehenden Art ist es durchweg
problematisch, eine bestimmte Leckage von Fluid vorbei an einem mittels
eines Drehschiebers geschlossenen Anschluss zu vermeiden. Dies rührt daher,
dass für
eine mögliche
Drehung des Drehschiebers im Inneren des Ventilgehäuses diesem
ein bestimmter Freiraum zur Verfügung
stehen muss. Die bekannten Lösungen zur
Verringerung dieses Freiraumes unter gleichzeitiger Beibehaltung
der Drehfähigkeit
des Drehschiebers gehen oftmals mit dem Einsatz von Federn einher,
die derart eingerichtet sind, dass sie den Drehschieber in Gänze oder
in Teilen gegen die zu schließende Öffnung aufnehmen.
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Die
Nachteile der bekannten Lösungen
liegen darin, dass sie in der Herstellung merklich kostenintensiver
als Lösungen
ohne derartige Federn sind. Darüber
hinaus sind ihr Einbau und ihre Wartung schwieriger. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, dass für
den Fall, dass der differenzielle Druck an der geschlossenen Öffnung übermäßig hoch
wird, die verwendeten Federn tendenziell nachgeben und den Anschluss
mehr oder weniger vollständig öffnen.
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Aufgabe der
Erfindung
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Vor
diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, Mischventile der hier in Rede stehenden Art derart zu verbessern, dass
die Leckage, die normalerweise bei einer geschlossenen Öffnung auftritt,
verringert oder vollständig
beseitigt wird, ohne dass die Kosten der Herstellung, des Einbaus
oder der Wartung des Mischventils merklich steigen würden, wobei
das Mischventil in der Lage sein soll, hohen differenziellen Drücken an dem
geschlossenen Anschluss standzuhalten, ohne diesen tendenziell nachzugeben.
Darüber
hinaus sollte die vorliegende Erfindung vorzugsweise auch bei einem
Mischventil der hier in Rede stehenden Art verwendbar sein.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die zweite Seitenwand eine kreisförmige Aufnahme für einen
O-Ring aufweist, der so eingerichtet ist, dass er den Drehschieber
drehbar im Inneren des Ventilgehäuses
anbringt, wobei die Betätigungsspindel
und die Aufnahme in Bezug. auf die Zylinderachse des Drehschiebers
exzentrisch sind, da sie in einer Richtung weg von der Verkleidungswand des
Drehschiebers radial verschoben sind, sodass, wenn der Drehschieber
in das Ventilgehäuse
eingeführt
ist und die Verkleidungswand in Kontakt mit der Innenseite der Zylinderverkleidung
befindlich ist, die O-Ringe an der Betätigungsspindel und an der Aufnahme
zusammengedrückt
werden und die Verkleidungswand so an die Innenseite des Zylindergehäuses gedrückt wird,
um eine feste Dichtung mit dieser zu bilden.
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Es
ist einsichtig, dass die zusätzlichen
Kosten der den O-Ring umfassenden erfindungsgemäßen Lösung im Vergleich zur bekannten
Lösung
entsprechend dem Oberbegriff unbedeutend sind und dass erfindungsgemäß eingerichtete
O-Ringe bei hohen differenziellen Drücken nicht wie bekannte Lösungen mit
Federn versagen, was auf die inhärenten Eigenschaften
des O-Rings zurückzuführen ist.
Es ist des Weiteren einsichtig, dass die erfindungsgemäße Lösung auf
einfache Weise bei einem bestehenden Mischventil der hier in Rede
stehenden Art eingesetzt werden kann, indem der Drehschieber dieses
Ventils gegen einen Drehschieber mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften
ausgetauscht wird.
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Entsprechend
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die zweite Seitenwand ein kreisförmiges Plateau
an ihrer der angrenzenden zweiten Stirnwand zugewandten Seite auf, wobei
die Kantenfläche
des Plateaus die kreisförmige
Aufnahme für
den O-Ring bildet, der in Kontakt mit der Innenseite der Zylinderverkleidung
befindlich ist. Die Vorteile dieser Lösung bestehen darin, dass das kreisförmige Plateau
einfach in der Herstellung ist und dass die Innenseite der Zylinderverkleidung
keiner zusätzlichen
Bearbeitung bedarf, da der O-Ring in direktem Kontakt mit dieser
Innenseite steht.
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Letzteres
gilt auch für
ein alternatives Ausführungsbeispiel,
bei dem die zweite Seitenwand anstatt dessen eine kreisförmige Umfangsnut
aufweist, die die kreisförmige
Aufnahme für
den O-Ring bildet. Die Umfangsnut ist allerdings ein wenig schwieriger in
der Herstellung und der O-Ring ein wenig schwieriger beim Einbau,
als dies beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Fall ist.
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Entsprechend
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist die zweite Seitenwand einen Wellenstumpf an ihrer der angrenzenden
zweiten Stirnwand zugewandten Seite auf, wobei der Wellenstumpf
die kreisförmige
Aufnahme für
den O-Ring bildet, und die zweite Stirnwand eine Öffnung konzentrisch
zu der Zylinderachse aufweist, und in dieser Öffnung der Wellenstumpf mit
dem O-Ring drehbar angebracht ist. Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispieles
liegt darin, dass es durch geeignete Wahl des Durchmessers des Wellenstumpfes
möglich
wird, dieselbe Art von O-Ring sowohl für die Betätigungsspindel wie auch für den Wellenstumpf
zu verwenden. Ein Nachteil dieser Lösung besteht allerdings darin,
dass mit ihr das Erfordernis einer geeignet bemessenen Öffnung in
der zweiten Stirnwand einhergeht.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Nachstehend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Mischventils detailliert
unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, die
sich wie folgt zusammensetzt.
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1 zeigt
das Mischventil in einer perspektivischen Ansicht, wobei bestimmte
Bauteile weggelassen und zwei Bauteile herausgegriffen und vergrößert sind.
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2 zeigt
das Mischventil in einem Längsschnitt,
wobei ein Bauteil herausgegriffen und vergrößert ist.
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Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
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Das
in der Zeichnung dargestellte Mischventil 1 dient der Regulierung
eines Fluidstromes in einem Rohrsystem. Das System ist in der Zeichnung durch
Doppelpfeile 2 angedeutet, die die möglichen Strömungsrichtungen angeben.
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Das
Ventil 1 umfasst ein Gehäuse 3, das eine kreiszylindrische
Kammer 4 mit einer Zylinderverkleidung 5 und zwei
einander gegenüberliegenden
Stirnwänden 7, 8 senkrecht
zu der Zylinderachse 6 aufweist. Drei Anschlüsse sind
in der Zylinderverkleidung 5 längs des Umfanges der Kammer 4 angeordnet.
Hiervon sind nur die Anschlüsse 9 und 10 in der
Zeichnung dargestellt, da der dritte Anschluss eines der weggelassenen
Bauteile ist. Das vorbeschriebene Rohrsystem ist mit den drei Anschlüssen 9, 10 verbunden.
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Innerhalb
der Kammer 4 des Mischventils 1 ist ein Drehschieber 11 drehbar
angebracht. Der Drehschieber 11 weist kreisförmige Seitenwände 12, 13 angrenzend
an die Stirnwände 7, 8 der
Kammer 4 und parallel hierzu auf. Zwischen diesen erstreckt sich
eine Verkleidungswand 14, die sich längs eines Teils des Umfangs
der Seitenwände 12, 13 erstreckt und
so eingerichtet ist, dass sie den Fluidstrom zwischen den drei Anschlüssen 9, 10 des
Mischventils 1 dadurch reguliert, dass sie einen oder zwei
der drei Anschlüsse 9, 10 in
Abhängigkeit
von der Drehposition des Drehschiebers 11 wenigstens teilweise schließt.
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Zur
Unterstützung
des Drehschiebers 11 verfügt eine Stirnwand 7 beziehungsweise
die erste Stirnwand 7 der Kammer 4 über eine
zentrale Öffnung 15,
die infolgedessen konzentrisch zu der Zylinderachse 6 der
Kammer 4 verläuft.
In dieser Öffnung 15 ist
eine Betätigungsspindel 16 für den drehbar
in der Kammer 4 angebrachten Drehschieber mittels zweier
O-Ringe 17, 18 flexibel gestützt, die in einem gewissen
Abstand voneinander angeordnet sind, wobei sich die senkrecht von
der Mitte einer Seitenwand oder der ersten Seitenwand 12 vorstehende
Betätigungsspindel 16 entlang
einer Längsachse 19 des Drehschiebers 11 mit
einer Verschiebung in Bezug auf die Zylinderachse 6 in
einer Richtung weg von der Verkleidungswand 14 erstreckt.
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Die
andere oder zweite Seitenwand 13 des Drehschiebers 11 weist
eine kreisförmige
Aufnahme 20 für
einen O-Ring 21 auf, der mit der Innenseite der Zylinderverkleidung 5 in
Kontakt befindlich ist, wobei die Aufnahme 20 die Kantenfläche eines
Plateaus 22 an der Seite der zweiten Seitenwand 13 umfasst,
die der zweiten Stirnwand 8 zugewandt ist. Bedingt durch
die Tatsache, dass die Aufnahme 20 in einer Richtung weg
von der Verkleidungswand 14 des Drehschiebers 11 auf ähnliche
Weise wie die Betätigungsspindel 16 radial
verschoben ist, das hießt
bedingt durch die Tatsache, dass sie in Bezug auf die Zylinderachse 6 des
Drehschiebers 11 exzentrisch angeordnet ist, wird der O-Ring 21 darauf
zusammengedrückt,
und die O-Ringe 17, 18 werden an der Betätigungsspindel 16 zusammengedrückt, wenn
die Verkleidungswand 14 in Kontakt mit der Innenseite der
Zylinderverkleidung 5 befindlich ist, wobei die Verkleidungswand 14 dann
zusammengedrückt
wird und so eine dichte Abdichtung mit der Innenseite der Zylinderverkleidung
bildet.
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Es
ist einsichtig, dass die Aufnahme 20 für den O-Ring innerhalb des
Schutzumfangs der Erfindung auf verschiedene Weisen ausgebildet
sein kann. Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
ist das einfachste und derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel. Die Vorteile
dieses Ausführungsbeispieles
liegen darin, dass ein Drehschieber 11 mit einer derartigen
Aufnahme 20 für
einen O-Ring sehr einfach in der Herstellung ist und dass der Drehschieber 11 oftmals
in bestehende Ventilgehäuse
passt. Dies bedeutet, dass es möglich
wird, die Erfindung ohne größere Schwierigkeiten
in bestehende Mischventile einzubauen, so beispielsweise bei einer
routinemäßigen Überholung
derselben.
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Alternative
nicht dargestellte Ausführungsbeispiele
können
anstelle der gezeigten Aufnahme für den O-Ring auch eine Umfangs-O-Ring-Nut
in der zweiten Seitenwand 13 des Drehschiebers oder einen
Wellenstumpf aufweisen, der sich von der Seitenwand 13 wegerstreckt,
wobei die bereits beschriebenen Vor- und Nachteile erhalten bleiben.