DE19532712A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Kanal, der an mindestens einem Ende einen Ventilanschluß bildet und der in seiner Umfangswand mindestens eine Öffnung aufweist, und mit einem Ventilelement, das den Druck und/oder die Strömung im Ventil beeinflußt.

Die Öffnung in der Umfangswand des Kanals kann dazu verwendet werden, das Ventilelement in den Kanal ein­ zuführen, um eine Strömung durch den Kanal zu beein­ flussen. Die Öffnung kann auch dazu verwendet werden, um einen Teil des durch den Kanal strömenden Fluids abzuzweigen und beispielsweise den Druck im Kanal oder den Druck in dem abströmenden Fluid auf einem vorbe­ stimmten Wert zu halten. In jedem Fall ist es erforder­ lich, daß das Ventilelement und gegebenenfalls die Tei­ le, die das Ventilelement steuern, antreiben oder ein­ stellen, sicher und zuverlässig an dem Kanal befestigt sind. Darüber hinaus muß natürlich die Befestigung so erfolgen, daß möglichst keine Dichtigkeitsprobleme ent­ stehen. Dies erfordert einen gewissen Aufwand bei der Herstellung, der derartige Ventile relativ teuer macht. Der Kanal soll andererseits auch mit einer Leitung ver­ bunden werden können, in der die Fluidströmung oder der Druck des Fluids gesteuert werden soll. Hierzu werden vielfach Anschlußflansche verwendet, deren Herstellung und Montage ebenfalls nicht unerhebliche Kosten verur­ sacht, die insbesondere dann stören, wenn es sich bei dem Ventil um ein in großer Stückzahl gefertigtes Ven­ til handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil anzugeben, das preisgünstig herstellbar ist und einen zuverlässig arbeitenden Aufbau ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß die Umfangswand im Be­ reich der Öffnung außen abgeflacht ist.

Damit steht im Bereich der Öffnung eine ebene Anlage­ fläche zur Verfügung, an der eine Ventileinrichtung befestigt werden kann. In dem Begriff "Ventileinrich­ tung" sollen alle Elemente zusammengefaßt werden, die zum Halten, Steuern, Einstellen oder ähnlichem des Ven­ tilelements verwendet werden. Die Ventileinrichtung umfaßt auch das Ventilelement selbst und gegebenenfalls einen Fluidpfad, der vom Kanal abzweigt. Die ebene Aus­ bildung der Außenseite des Kanals macht die Abdichtung zwischen dem Kanal und der Ventileinrichtung relativ einfach. Es reicht in vielen Fällen aus, eine ebenfalls ebene Dichtung zwischen dem am Kanal anliegenden Teil der Ventileinrichtung und dem Kanal anzuordnen. Danach müssen Kanal und Ventileinrichtung nur noch mit der notwendigen Kraft gegeneinander gedrückt werden, um eine dichte Verbindung zu erhalten. Eine ebene oder flache Dichtung ist preiswert. Ihre Montage erfordert kein besonderes Geschick. Das Ventil kann daher relativ preisgünstig hergestellt werden. Dennoch ist der Aufbau so, daß es zuverlässig arbeiten kann.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß der Kanal durch ein Rohr mit kreisrundem Querschnitt gebildet ist, dessen Wand im Bereich der Öffnung verformt ist. Rohre mit kreisrundem Querschnitt haben den Vorteil, daß sie einer relativ großen Druck­ belastung standhalten können. Wenn man die Verformung auf den Bereich der Öffnung beschränkt, lassen sich mit einem derartigen Rohr relativ leistungsfähige Ventile fertigen. Die Verformung kann man auf einfache Art und Weise beispielsweise dadurch erreichen, daß man das Rohr in ein Formwerkzeug einlegt, das das gewünschte spätere Aussehen des Kanals aufweist. Wenn man nun das Rohr im Innern unter Druck setzt, beispielsweise mit Hilfe einer Hydraulikflüssigkeit, dann wird das Rohr in den Bereichen, in denen das Formwerkzeug das zuläßt, nach außen verformt und nimmt die gewünschte Form an. Das Formwerkzeug muß lediglich mit einer ebenen An­ schlagfläche für das Material des Rohres versehen sein, um die gewünschte Verformung des Rohres zu erreichen.

Vorzugsweise weist das Rohr im Bereich seiner Verfor­ mung zumindest annähernd die gleiche Wandstärke wie im übrigen Bereich auf. Dies kann man beispielsweise da­ durch bewerkstelligen, daß das Rohr in seinem verform­ ten Bereich annähernd den gleichen Querschnitt aufweist wie in seinem kreisrunden Bereich. Eine Schwächung des Rohres durch die Verformung wird damit weitgehend ver­ mieden. Das Rohr und damit das Ventil behalten ihre Druckbeanspruchbarkeit.

Mit Vorteil weist der Kanal im Bereich der Öffnung ei­ nen Querschnitt auf, der als Polygon ausgebildet ist. Man bildet also nicht nur eine einzige Fläche eben aus, an der die Ventileinrichtung anliegt. Vielmehr werden weitere Flächen ebenfalls als ebene Flächen ausgebil­ det. Diese können dann beispielsweise zu Montagezwecken verwendet werden. Insbesondere ist die Befestigung der Ventileinrichtung mit einer größeren Präzision möglich, wenn eine weitere Fläche am Kanal zur Verfügung steht, die eine definierte Lage zu der Fläche aufweist, an der die Ventileinrichtung anliegt.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß parallel zu dem abgeflachten Bereich der Umfangswand eine Abflachung auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals vorgesehen ist. Diese Abflachung kann beispielsweise dazu verwen­ det werden, die Ventileinrichtung auf dem abgeflachten Bereich festzuspannen. Sie kann aber auch als Bezugs­ fläche für die Arbeit der Ventileinrichtung selbst die­ nen.

Dies ist insbesondere dann in vorteilhafterweise der Fall, wenn in der Abflachung eine zweite Öffnung vor­ gesehen ist. Mit dieser zweiten Öffnung läßt sich bei­ spielsweise eine zweite Ventilfunktion gegenüber der ersten Ventileinrichtung erzeugen.

Auch ist bevorzugt, wenn durch die zweite Öffnung eine Einstelleinrichtung für das Ventilelement geführt ist. Dadurch, daß die Abflachung parallel zu dem abgeflach­ ten Bereich der Umfangswand verläuft, kann die Ein­ stelleinrichtung für das Ventilelement problemlos rela­ tiv genau in Bewegungsrichtung des Ventilelements be­ wegt werden, wenn dieses Ventilelement ebenfalls senk­ recht zu dem abgeflachten Bereich bewegt wird, wie dies oft der Fall ist. Man erreicht damit zum einen eine relativ hohe Lebensdauer, weil nur Kräfte auftreten, die aufgrund ihrer Vorherbestimmbarkeit leicht aufzu­ nehmen sind. Zum anderen läßt sich auch eine relativ genaue Einstellung des Ventilelements realisieren.

Vorzugsweise ist mindestens eine der beiden Öffnungen im Strömungsverlauf zwischen einem Eingang und einem gesteuerten Ausgang angeordnet. Dies ist insbesondere dann vorteilhafterweise der Fall, wenn das Ventil als Mengensteuerventil verwendet werden soll. Dann kann die zu steuernde Menge, die beispielsweise konstant gehal­ ten werden soll, durch die Öffnung aus dem Kanal her­ ausfließen.

Vorzugsweise ist ein über den Umfang des Rohres vorste­ hender Teil der Ventileinrichtung zumindest teilweise von einem Gehäuseaufsatz abgedeckt, der als Tiefzieh­ teil ausgebildet ist. Damit wird einerseits ein Schutz für die Ventileinrichtung realisiert. Andererseits wer­ den aber die Kosten nicht nennenswert erhöht, weil der­ artige Tiefziehteile relativ preiswert herstellbar sind.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß in Längsrichtung des Kanals gesehen hin­ tereinander mehrere Öffnungen mit Ventileinrichtungen vorgesehen sind. Man kann also aus einem Kanal mehrere Verbraucher speisen oder Druck- oder Strömungsbedingun­ gen im Kanal an mehreren Stellen getrennt beeinflussen.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Öffnungen in einzelnen verformten Bereichen des Kanals angeordnet sind, die durch Abschnitte des Kanals mit kreisrundem Querschnitt getrennt sind. Die Druckfestigkeit des Ka­ nals wird also nicht nennenswert beeinflußt. Zwischen den einzelnen verformten Bereichen, an den dann Ventil­ einrichtungen angeordnet sind, die wiederum zu einer Stabilisierung des Kanals beitragen, hat der Kanal ei­ nen kreisrunden Querschnitt, der, wie oben ausgeführt, eine höhere Druckfestigkeit bereits an sich aufweist.

Mit Vorteil sind die Ventilelemente in je einer Ventil­ einrichtung angeordnet, die einen Ausgangskanal auf­ weist, der im wesentlich quer zum Kanal und gegebenen­ falls in einer versetzten Ebene verläuft. Die Ausgangs­ kanäle können dann vom Kanal abgeführt werden, ohne sich gegenseitig zu behindern oder durch benachbarte Ventileinrichtungen behindert zu werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Kanal und die Ventileinrichtungen mit einem Kunst­ stoff umgossen sind. Damit läßt sich zum einen ein glattes Äußeres des Ventiles realisieren. Insbesondere in Bereichen, in denen das Ventil einer Verschmutzung ausgesetzt ist, eine derartige Verschmutzung aber un­ erwünscht ist (z. B. im Lebensmittelbereich) hat dies große Vorteile. Darüber hinaus kann der Kunststoff aber auch dazu dienen, die Druckfestigkeit des Ventils ins­ gesamt zu erhöhen. Hierdurch können die Wandstärken des Kanals und auch die für die Ventileinrichtung verwende­ ten Materialien schwächer dimensioniert werden.

Vorteilhafterweise weist der Kanal an mindestens einem Ende eine Rohrkupplung auf. Eine derartige Rohrkupplung kann beispielsweise dadurch gebildet sein, daß ein Ko­ nus mit einer Überwurfmutter zusammenwirkt. Eine der­ artige Rohrkupplung kann auf das Ende aufgeschoben wer­ den und erleichtert die Montage eines derartigen Ven­ tils in einem Leitungsstrang ganz erheblich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein als Mengensteuerventil ausgebildetes Ventil,

Fig. 2 eine Außenansicht des Ventils aus Richtung des Pfeils II aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ventilkombination mit mehreren Ventilen.

Ein Ventil 1, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als Mengensteuerventil ausgebildet ist, weist einen Kanal 2 auf, der aus einem Rohr 3 mit kreisförmigem Querschnitt gebildet ist, was anhand von Fig. 2 er­ sichtlich ist.

Das Rohr 3 ist in einem Abschnitt 4 so verformt, daß es einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf­ weist, der ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Im Abschnitt 4 weist der Kanal 2 daher eine erste Ab­ flachung 5 auf, der eine zweite Abflachung 6 auf der anderen Seite des Kanals 2 gegenüberliegt. In jeder Abflachung ist eine Öffnung 7, 8 vorgesehen, durch die eine weiter unten mit weiteren Einzelheiten beschriebe­ ne Ventileinrichtung 26 mit dem Innern der Kanals 2 in Verbindung steht.

Die Ventileinrichtung 26 weist zunächst ein Ventilele­ ment 9 mit einem kegelförmigen Schließteil 10 auf, das mit einem Ventilsitz 11 zusammenwirkt. Der Ventilsitz seinerseits ist durch einen umlaufenden Vorsprung 12 einer Scheibe 13 gebildet, der beispielsweise durch Tiefziehen gebildet sein kann. Der Vorsprung 12 durch­ ragt die Öffnung 7. Die Scheibe 13 liegt unter Zwi­ schenlage einer Dichtung 14 an der Abflachung 5 an. Auf der Scheibe ist unter Zwischenlage einer weiteren Dich­ tung 15 ein Zylinder 16 befestigt, in dem ein Kolben 17 hin- und herbewegbar ist. Der Kolben 17 deckt Öffnungen 18 mehr oder weniger stark ab. Er wird von einer Feder 19 in Öffnungsstellung bewegt. Gegen die Kraft der Fe­ der 19 wirkt ein Druck aus dem Kanal 2, der über eine Leitung 20 auf die der Feder 19 gegenüberliegenden Sei­ te des Kolbens 17 geführt wird. Die Öffnungen 18 stehen mit einem Ausgangsraum 21 in Verbindung, der von einem Gehäuseaufsatz 22 umschlossen und mit einem Ausgangs­ kanal 23 verbunden ist.

Über eine Einstellschraube 24, die über einen Stößel 25 auf das Ventilelement 9 wirkt, läßt sich die Entfernung des Schließteils 10 vom Ventilsitz 11 einstellen. Hier­ durch kann die Menge der Flüssigkeit eingestellt wer­ den, die aus dem Kanal 2 in den Ausgangskanal 23 ab­ fließt. Dort soll die Flüssigkeitsmenge möglichst kon­ stant gehalten werden und zwar möglichst unabhängig von dem im Kanal 2 zwischen seinen Ventilanschlüssen 32, 33 herrschenden Druck. Wenn der Druck im Kanal 2 ansteigt, wird der Kolben 17 so verschoben, daß er die Öffnungen 18 stärker abdeckt. Das Wirkungsprinzip eines derarti­ gen Mengensteuerventils ist an sich bekannt und muß daher hier nicht weiter vertieft werden.

Es ist aber klar ersichtlich, daß aufgrund der Paralle­ lität der beiden Abflachungen 5, 6 eine Kraft, die durch die Einstellschraube 24 senkrecht zu der Abfla­ chung 6 wirkt, auch direkt auf das gegenüberliegende Ventilelement 9 übertragen werden kann. Hierdurch ist eine relativ genaue Einstellung des Ventilelements 9 möglich. Auch die Einstellschraube 24 ist in einem Ge­ häuseaufsatz 28 geführt, der unter Zwischenlage einer Dichtung 29 an der Abflachung 6 des Kanals 2 anliegt.

Fig. 2 zeigt einen weiteren Vorteil der gegenüberlie­ genden und parallel ausgerichteten Abflachungen 5, 6. Man kann nämlich die beiden Gehäuseaufsätze 22, 28 mit Hilfe von Spannschrauben 27 relativ einfach und dennoch sicher gegen die beiden Abflachungen 5, 6 drücken und damit die gewünschte Dichtigkeit erreichen. Hierdurch ergibt sich einerseits eine definierte Lage der Ventil­ einrichtung 26 zum Kanal 2 und andererseits eine ein­ fache Montagemöglichkeit.

Durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 und 2 ist an­ gedeutet, daß das komplette Ventil 1 auch durch einen Kunststoff 30 umgossen werden kann, so daß es nach au­ ßen nur glatte Flächen zeigt, die leicht sauber gehal­ ten werden können. Darüber hinaus kann dieser Kunst­ stoff 30 auch noch dazu verwendet werden, die Druckfe­ stigkeit des Ventils 1 zu erhöhen.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Ventilanordnung 51 mit drei Ventilen 1, die auf einem gemeinsamen Kanal 2 an­ geordnet sind. Der Kanal 2 weist hierzu drei aufgewei­ tete Abschnitte 4 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt auf, die durch Abschnitte 31 mit kreisför­ migem Querschnitt getrennt sind. Jeder dieser Abschnit­ te 4 kann dann im Grunde genommen so aussehen, wie er in Fig. 1 im Querschnitt dargestellt ist.

Abweichend zu der Darstellung der Fig. 1 und 2 ist der Ausgangskanal 23 jedes Ventils 1 um 90° verdreht, so daß er quer zum Kanal 2 verläuft und, in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, auch in einer dazu ver­ setzten Ebene. Die Ausgangskanäle 23 behindern sich daher nicht gegenseitig und werden auch durch benach­ barte Ventile 1 nicht behindert.

Am linken Ende des Kanals 3 ist schematisch eine Rohr­ kupplung 52 dargestellt, die aus einem konischen Ring 53 und einer Überwurfmutter 54 gebildet ist. Wenn man auf einer Leitung, an die der Kanal 2 angeschlossen ist, die entsprechenden Gegenstücke vorsieht, läßt sich mit einfachen Maßnahmen eine dichte Verbindung mit ge­ ringem Aufwand herstellen.

Von der dargestellten Ausführungsform kann in vielerlei Hinsicht abgewichen werden. Man kann das Ventil als Druckbegrenzungsventil verwenden. Man kann auch weitere Ventilelemente auf den senkrecht zu den Abflachungen 5, 6 verlaufenden Wänden des Abschnitts 4 anbringen. Man kann anstelle einer Stellschraube 24 eine weitere Ven­ tileinrichtung anbringen. Der Kanal 2 muß nicht durch­ gehend sein. Er kann auch an einem Ende geschlossen sein. Die Stellschraube 24 kann auch an einer Abfla­ chung vorgesehen sein, die senkrecht zu der Abflachung 5 verläuft. In diesem Fall kann die Ventileinrichtung eine andere Funktion haben. Durch die Öffnung 7 oder 8 kann auch ein Schieber geführt werden, der den Strö­ mungsquerschnitt im Kanal 2 verändert. Anstelle der rechteckigen Form des Querschnitts im Abschnitt 4 kann auch ein sechs- oder achteckiger Querschnitt verwendet werden. Auf die Zwischenlage einer Dichtung 14, 29 kann gegebenenfalls verzichtet werden, wenn die entsprechen­ den Aufsatzteile selbst dichten, beispielsweise weil sie aus einem Material gebildet sind, das elastisch genug ist. Anstelle der Spannschrauben 27 kann auch ein Schnellverschluß verwendet werden. Die Spannschrauben 27 können auch ganz entfallen, wenn die dichtende An­ lage der jeweiligen Teile durch den umgossenen Kunst­ stoff gewährleistet ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn sich der Kunststoff 30 beim Aushär­ ten zusammenzieht.

Claims (14)

1. Ventil mit einem Kanal, der an mindestens einem Ende einen Ventilanschluß bildet und der in seiner Umfangswand mindestens eine Öffnung aufweist, und mit einem Ventilelement, das den Druck und/oder die Strömung im Ventil beeinflußt, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umfangswand im Bereich (4) der Öffnung (7, 8) außen abgeflacht ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (2) durch ein Rohr (3) mit kreisrundem Querschnitt gebildet ist, dessen Wand im Bereich (4) der Öffnung (7, 8) verformt ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3) im Bereich (4) seiner Verformung zu­ mindest annähernd die gleiche Wandstärke wie im übrigen Bereich aufweist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (2) im Bereich der Öffnung (7, 8) einen Querschnitt aufweist, der als Polygon ausgebildet ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem abgeflachten Bereich (5) der Umfangswand eine Abflachung (6) auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals (2) vorge­ sehen ist.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abflachung (6) eine zweite Öffnung (8) vor­ gesehen ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Öffnung (8) eine Einstelleinrich­ tung (24, 25) für das Ventilelement (9) geführt ist.

8. Ventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine der beiden Öffnungen (7, 8) im Strömungsverlauf zwischen einem Eingang und einem gesteuerten Ausgang (23) angeordnet ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein über den Umfang des Rohres (3) vorstehender Teil der Ventileinrichtung (26) zumindest teilweise von einem Gehäuseaufsatz (22) abgedeckt ist, der als Tiefziehteil ausgebildet ist.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Kanals (2) gesehen hintereinander mehrere Öffnungen mit Ven­ tileinrichtungen (26) vorgesehen sind.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in einzelnen verformten Bereichen (4) des Kanals (2) angeordnet sind, die durch Ab­ schnitte (31) des Kanals (2) mit kreisrundem Quer­ schnitt getrennt sind.

12. Ventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilelemente (9) in je einer Ventileinrichtung (26) angeordnet sind, die einen Ausgangskanal (23) aufweist, der im wesentlich quer zum Kanal (2) und gegebenenfalls in einer versetz­ ten Ebene verläuft.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (2) und die Ventil­ einrichtungen (26) mit einem Kunststoff (30) umgos­ sen sind.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (2) an mindestens einem Ende eine Rohrkupplung (52) aufweist.