DE20105654U1

DE20105654U1 - Kugelhahn-Schalteinrichtung für Doppel- oder Mehrkammerfilter

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Publication number: DE20105654U1
Application number: DE20105654U
Authority: DE
Original assignee: Boll and Kirch Filterbau GmbH
Current assignee: Boll and Kirch Filterbau GmbH
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2011-03-31

Description

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BUSCHHOFF ■ HENNICKE ■ VOLLBACH

KAISER-WILHELM-RING 24 · 50672 KÖLN

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Anmelder: Boll & Kirch Filterbau GmbH, Siemensstraße 10-14,
D-50170 Kerpen

Titel: Kugelhahn-Schalteinrichtung für Doppel- oder Mehrkammerfilter

Die Erfindung betrifft eine Kugelhahn-Schalteinrichtung für
Doppel- oder Mehrkammerfilter, mit einem Gehäuse, dessen Eintrittsraum
eine mit einem Verzweigungskanal versehene, drehbar in Dichtschalen angeordnete eingangsseitige Schaltkugel und
dessen Austrittsraum eine mit einem Verzweigungskanal versehene, drehbar in Dichtschalen angeordnete ausgangsseitige
Schaltkugel aufweist, die mittels Eingriffszapfen einer das
Gehäuse axial durchgreifenden Schaltwelle schalttechnisch miteinander gekoppelt sind, wobei am Eintritts- und Austrittsraum Filter mit ihren Eingängen und Ausgängen anflanschbar bzw. angeordnet sind und wobei jede Schaltkugel wenigstens eine geschlossene
Kugelzone aufweist, mit der in Abhängigkeit von der Drehstellung der Schaltkugeln die Ein- und Ausgänge wenigstens eines Filters absperrbar sind.

Kugelhähne, die als Absperrorgan in Leitungen oder an Vorrichtungen für flüssige und gasförmige, unter Druck oder unter Vakuum stehenden Medien verwendet werden können, sind im Stand
der Technik seit langem bekannt. Bei den einfachen Kugelhähnen dient als Verschlußelement eine durchbohrte, um 90° drehbare
Schaltkugel. Der geradlinige, meist an den Leitungsquerschnitt angepaßte Bohrungsquerschnitt der Durchgangsbohrung erzeugt
nur geringe Strömungswiderstände in der Leitung. Die Abdichtung
der Schaltkugeln im zugehörigen Gehäuse erfolgt meist

durch Ringkolbea_# oder_eJ3iphtrinc^ avus ^weißhem Material, bei-

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spielsweise Teflon, um die Kugeloberflächen zu schonen. Die Betätigung von Hand, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgt über eine Schaltwelle, die über einen Eingriffszapfen, meist einen Vierkant, in eine geschlossene obere oder untere Kugelzonenfläche eingreift. Die die Durchgangsbohrung flankierenden seitlichen, geschlossenen Kugelzonen schließen in der Verschlußstellung des Hahns die Leitung.

Gattungsgemäße Kugelhahn-Schalteinrichtungen werden von der Anmelderin seit Jahren insbesondere an Doppelkammer-Filtern eingesetzt, die bei der Brauch- und Abwasserreinigung oder bei der Schmierstoff-Filterung von Schiffsmotoren oder anderen Antriebsaggregaten Verwendung finden. Doppel- oder Mehrkammerfilter werden immer dann benötigt, wenn eine permanente und kontinuierliche Filterung der Schmierstoffe oder Abwässer gewährleistet sein muß. Mit den Kugelhahn-Schalteinrichtungen kann jeweils einer der beiden Doppelfilter vom Strömungskreislauf abgesperrt werden, um einen Filtereinsatz od.dgl. in der abgesperrten Kammer austauschen zu können. Während des Filteraustauschs herrscht ein erhebliches Druckgefälle zwischen dem unter hohem Druck stehenden Schmiermittelkreislauf und dem offen, dem Umgebungsdruck ausgesetzten Filter. Ferner besteht ein nicht unerhebliches Druckgefälle zwischen den Ein- und Austritten der Kugelhahn-Schalteinrichtung bzw. den Ein- und Ausgängen der Filter. Der Druckabfall bzw. Druckunterschied zwischen den Ein- und Ausgängen nimmt hierbei überproportional mit steigendem Verschmutzungsgrad des Filtereinsatzes des jeweils angeschlossenen Filters zu. Eine Abdichtung zur Umgebung bzw. zwischen den Ein- und Austritten des Kugelhahn-Gehäuses wird mittels O-Ringen und Dichtschalen erzielt.

Bei den bisher von der Anmelderin verwendeten Kugelhähnen wird die über Eingriffszapfen in beide Schaltkugeln eingreifende

Schaltwelle mittels der Schaltkugeln in Position gehalten. Zu- :·*. :··· .··. .··. .: .··. :··· .·· :&diams;·· : : : .:

gleich fassen die als Vierkant ausgebildeten Eingriffszapfen formschlüssig in zugehörige Aussparungen in den Schaltkugeln ein, um deren spielfreies und exaktes Schalten zu ermöglichen. Bei der Fertigung der Schaltkugeln und Schaltwellen gehen die Bestrebungen bisher dahin, einen paßgenauen Eingriff zwischen den Eingriffszapfen und den zugehörigen Aussparungen zu erreichen. Die Kugelhahn-Schalteinrichtungen der Anmelderin haben sich im Betrieb bewährt; der Verschleiß der O-Ringe und Dichtringe in den Dichtschalen ist jedoch vergleichsweise hoch und an die Fertigung werden besondere Anforderungen gestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kugelhahn-Schalteinrichtung zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile vermieden werden und die das Auftreten von Leckagen an den jeweiligen Dichtungen selbst bei langen Austauschintervallen ausschließt.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Schaltwelle im Gehäuse gegen Axialbewegungen gesichert ist und daß die Eingriffszapfen zur Erzielung einer schwimmende Lagerung der Schaltkugeln mit Spiel in den zugehörigen Eingriffsaussparungen der Schaltkugeln sitzen. Durch die axiale Fixierung der Schaltwelle im Schaltwellengehäuseabschnitt werden die beiden Schaltkugeln von den aus dem Differenzdruck an der Schaltwelle resultierenden Kräften entlastet, so daß diese verschleißerhöhende Ursache konstruktiv ausgeschaltet ist. Durch das erfindungsgemäß vorhandene Spiel zwischen dem Eingriffszapfen und der Eingriffsaussparung wird der weitere Vorteil erzielt, daß sich die schwimmend gelagerten Kugeln nun in den Dichtschalen nachsetzen können, wobei sich die Schaltkugeln aufgrund des beim Filterwechsel in der abgesperrten Filterkammer herrschenden niedrigeren Drucks grundsätzlich in deren Richtung, mithin in Abdichtrichtung bewegen werden. Selbst bei leicht verschlissenen Dichtschalen oder Dichtringen kann mithin aufgrund

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des Nachsetzens ein zuverlässiges Abdichten an der offenen, leckageanfälligen Seite gewährleistet werden.

Für das Abdichten ist es besonders günstig, wenn das Spiel eine Relativbewegung der Schaltkugeln zur Schaltwelle parallel zur Ebene der geschlossenen seitlichen Kugelzone(n) ermöglicht. Ferner kann die Kopplung zwischen Schaltkugel und Schaltwelle derart ausgeführt sein, daß die Eingriffsaussparungen und die Eingriffszapfen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seitenhalbierenden der Quer- und Längsseiten der Eingriffsaussparungen in den Schaltkugeln im wesentlichen parallel zu den Mittelachsen der Kanaldurchtritte der Verzweigungskanäle liegen und in denjenigen Ebenen der Schaltkugeln mit geschlossenen Kugelzonen ein Spalt zwischen Eingriffsaussparung und Eingriffszapfen ausgebildet ist. Das vorzugsweise durch den Spalt erzeugte Spiel kann insbesondere einige Millimeter, vorzugsweise etwa 1-4 mm betragen.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Schaltkugeln eine geschlossene Kugelzone und einen T-förmigen Verzweigungskanal mit Durchgangs- und Querbohrung aufweisen, wobei das Spiel parallel zur Durchgangsbohrung vorgesehen ist. Bei einem T-förmigen Verzweigungskanal könnte das Spiel mittels einer nutförmigen Eingriffsaussparung erreicht werden, deren Breite im wesentlichen der Breite des Eingriffszapfens entspricht, die aber länger als dieser ist, da sich die Schaltkugeln ohnehin in den entgegengesetzten Richtungen einer Ebene nachsetzen müssen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Schaltkugeln zwei geschlossene Kugelzonen und einen vorzugsweise gleichschenkligen, L-förmigen Verzweigungskanal auf, wobei in beiden zueinander senkrechten Ebenen ein Spiel zwischen Eingriffszapfen und Eingriffsaussparung ausgebildet ist. Bei dieser Aus-

führungsform müssen sich die Schaltkugeln in zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen nachsetzen können. Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, daß die Eingriffsaussparung eine Nut ist und der Eingriffszapfen ein Vierkantprofil aufweist, wobei das Nutprofil länger und breiter als das Vierkantprofil ist. Im Betrieb ist eine quasi "spielfreie", nahezu unmittelbar auf eine Drehbewegung der Schaltwelle reagierende Schaltung der Schaltkugeln ermöglicht, da das Spiel zwischen Schaltwelle und Nut der Schaltkugel, welches das Nachsetzen ermöglicht, nur auf einer Seite vorhanden ist, die andere Seite aber "spielfrei" anliegen kann.

Um die Schaltkugeln von außen schalten zu können, ist vorzugsweise ein z.B. manuell betätigbarer Schalthebel über eine Schalthebelwelle mit einer der Schaltkugeln gekoppelt, wobei zwischen einem Eingriffszapfen der Schalthebelwelle und einer zugehörigen Eingriffsaussparung in der Schaltkugel ein Spiel entsprechend dem Spiel zwischen Schaltwellen-Eingriffszapfen und zugehöriger Eingriffsaussparung ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme kann sich auch die mit der Schalthebelwelle gekoppelte Schaltkugel in die Dichtschale hinein nachsetzen. Für die letztgenannte Ausführungsform sollte der Schalthebel um 90° schwenkbar sein, wobei der Schalthebel vorzugsweise derart angeordnet ist, daß er beidseitig um 45° relativ zur Mittelachse des Eintritts schwenkbar ist, so daß eine Bedienperson aus der Stellung des Schalthebels erkennen kann, welcher der Doppelfilter sich im Filtrierbetrieb befindet.

Das Spiel zwischen Eingriffszapfen und Eingriffsaussparung kann fertigungstechnisch auf einfache Weise erzeugt werden, indem zwei rechtwinklig zueinander liegende Flanken des Eingriff szapf ens so weit abgetragen werden, daß die Eingriffszapfen der Schaltwelle und/oder der Schalthebelwelle exzentrisch an den Wellenenden angeordnet sind.

Zur axialen Sicherung der Schaltwelle im Gehäuse kann sich diese an einem am Gehäuse gegen Axialbewegung gesicherten Sicherungsring wie einem Seegering abstützten. Wegen des vergleichsweise hohen Montageaufwands für einen derartigen Sicherungsring ist die Schaltwelle bei einer besonders bevorzugten, alternativen Ausführungsform mittels eines Formschlußmittels am Schaltwellengehäuseabschnitt gegen Axialbewegungen gesichert . Das Formschlußmittel kann von einer zwischen zwei Dichtzonen angeordneten, in eine Ringnutaussparung od.dgl. formschlüssig eingreifenden Kugel, von einem Stift, von einem Schraubkopf od.dgl. gebildet werden. Da das Formschlußmittel in beiden axialen Richtungen wirksam ist, können die Eintritts- und Austrittsseite der Kugelhahn-Schalteinrichtung beliebig getauscht werden. Ferner kann, da sich das Formschlußmittel zwischen den beiden Dichtflächen befindet, zuerst die Schaltwelle und anschließend das Formschlußmittel montiert oder ggf. ausgetauscht werden.

Die Dichtzonen werden zweckmäßig von zwei im Abstand zueinander ausgebildeten, zylindrischen, eine Aufnahmenut für einen Dichtungsring wie einen O-Ring aufweisenden Wellenabschnitten gebildet. Weiter zweckmäßig ist es, wenn ein stiftförmiges Formschlußmittel in einen radial am Schaltwellengehäuseabschnitt abstehenden, vorzugsweise dort angeschraubten oder angeschweißten Aufnahmeabschnitt eingeklebt oder mittels einer Verankerungsschraube.austauschbar festgelegt ist und hierbei die Stiftspitze in die Ringnut in der Schaltwelle eingreift, so daß die auf die Schaltwelle wirkenden Axialkräfte von dem im Aufnahmeabschnitt abgestützten Stift aufgenommen werden können. Ferner ist es zweckmäßig, wenn zwischen den eintritts- und austrittsseitigen Gehäusewandungen und den Schaltkugeln auswechselbare Dichtringe angeordnet sind.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kugelhahn-Schalteinrichtung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ersichtlich. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch einen Doppelkammerfilter mit erfindungsgemäßer Kugelhahn-Schalteinrichtung;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Kopplung zwischen Schaltwelle und Schaltkugeln aus Fig. 1 im Detail;

Fig. 3A schematisch in Draufsicht die Drehstellung einer Schaltkugel bei einem Doppelkammer-Filter, dessen linke Filterkammer außer Betrieb ist;

Fig. 3B eine Ansicht entsprechend Fig. 3A, bei der die rechte Filterkammer außer Betrieb ist;

Fig. 4 schematisch eine alternative Ausführungsform für die Axialsicherung der Schaltwelle im Schaltwellengehäuseabschnitt, und

Fig. 5 schematisch eine weitere Ausführungsform für die Axialsicherung der Schaltwelle.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte, insgesamt mit 100 bezeichnete Doppelkammerfilter besteht aus einer zentralen Kugelhahn-Schalteinrichtung 10 und den beiden hieran angeflanschten Filtern 1 und 2. Das Filtergehäuse I¹ des in Fig. 1 linken Filters 1 ist schematisch mit Umrißlinien, das Filtergehäuse 2' des in Fig. 1 rechten Filters 2 ist teilweise in Schnittansicht dargestellt. Jeder Filter 1, 2 weist einen Eingang 3 auf, der an den Eintrittsraum 11 der Schalteinrichtung

10 angeflanscht ist und durch den hindurch das zu filternde Medium, beispielsweise Abwasser oder das Schmiermittel eines Schiffsmotors, in eine Filtereingangskammer 4 einströmt, wie schematisch mit Pfeil E angedeutet. Von der Filtereingangskammer 4 tritt das Medium in den Innenraum einer Filterpatrone 5 und von dort durch die Filtergewebewände 6 hindurch in die Filterausgangskammer 7 über. Ausgefilterte Rückstände bleiben an der Innenseite 6' der Filtergewebewand 6 hängen, die sich durch die Ablagerungen mit zunehmender Filterungszeit zusetzt. In der Filtereingangskammer 4 hat das zu reinigende Medium einen Druck P₁, der größer als der Druck P₂ in der Filterausgangskammer 7 ist, wobei der Druckabfall Pi - P₂ mit zunehmendem Verschmutzungsgrad der Filterpatrone 5 zunimmt. Das im Filter 2 gereinigte Medium strömt, wie mit Pfeil A angedeutet, über den Ausgang 8 in den Austrittsraum 12 der Kugelhahn-Schalteinrichtung 10 und von dort zurück in den nicht weiter dargestellten Schmiermittelkreislauf.

Der Eintrittsraum 11 und der Austrittsraum 12 der Schalteinrichtung 10 werden von einem hier im Schnitt dargestellten Gehäuse 13 umschlossen, das im Verbindungsbereich zwischen Eintrittsraum 11 und Austrittsraum 12 einen Schaltwellengehäuseabschnitt 14 umfaßt. Im Eintrittsraum 11 ist eine eintrittsseitige Schaltkugel 15, im Austrittsraum 12 eine austrittsseitige Schaltkugel 16 vorhanden, die beide schalttechnisch mittels einer im Schaltwellengehäuseabschnitt 14 aufgenommenen Schaltwelle 17 miteinander gekoppelt sind. Beide Schaltkugeln 15, 16 weisen einen rechtwinkligen Verzweigungskanal 18, 19 auf, der vorzugsweise jeweils von zwei gleichlangen Bohrungsschenkeln 20, 21, 22, 23 gebildet wird, wobei in Schnittansicht gem. Fig. 1 der Bohrungsschenkel 20 der eintrittsseitigen Schaltkugel 15 in den Eingang 3 mündet und der Bohrungsschenkel 22 der unteren Schaltkugel 16 mit dem Ausgang 8 von Filter 2 verbunden ist. Die jeweils aus der Zeichnungsebene

herausführenden Bohrungsschenkel 21 und 23 sind eintritts- bzw. austrittsseitig an den Fluidkreislauf angeschlossen. Die jedem Bohrungsschenkel 20, 21, 22, 23 gegenüberliegende Kugelzone, von denen hier nur die linken Kugelzonen 24, 25 mit einem Bezugszeichen versehen sind, sind geschlossen, so daß das zu reinigende Fluid nur über die Bohrungsschenkel 20 und 21 bzw. 22 und 23 in die Schaltkugeln 15, 16 ein- bzw. aus diesen austreten kann.

Die Schaltstellung der Schalteinrichtung 10 gem. Fig. 1 entspricht der Draufsicht in Fig. 3A, auf die nun Bezug genommen wird. Die Beschreibung erfolgt hierbei nur für die eintrittsseitige Schaltkugel 15, wobei sämtliche Merkmale und Funktionen jedoch analog bei der unteren Schaltkugel 16 verwirklicht sind. Die Kugel 15 sitzt in der Eintrittskammer 11 in Dichtschalen, die in den Ausführungsbeispielen durch die Dichtringe 27, 28, 29, 32 (Fig. 1) dargestellt sind. Fig. 3A läßt auch den Verzweigungskanal 18 mit den rechtwinklig zueinander verzweigten Bohrungsschenkeln 20, 21 erkennen, die in den Eingang 3 des Filters bzw. den Eintritt 9 der Schalteinrichtung 10 münden. Die dem Bohrungsschenkel 2 0 gegenüberliegende seitliche Kugelzone 24 und die dem Bohrungsschenkel 21 gegenüberliegende Kugelzone 26 ist geschlossen. Während der Filter 2 sich im Filtrierbetrieb befindet, mithin mit dem Eintrittsdruck Pi im Eingang 3 beaufschlagt ist, ist der Filter 1 gerade offen, mithin Umgebungsdruck P_u ausgesetzt. Dieser Druckunterschied induziert eine Schiebekraft auf die Schaltkugel 15 in Pfeilrichtung Z, d.h. in Fig. 3A nach links. Bei den gattungsgemäßen Kugelhähnen wurde diese Kraft(Druckunterschied) allerdings über den paßgenauen Eingriff des Eingriffszapfens der Schaltelle in die zugehörige Aussparung in der Schaltkugel aufgefangen, so daß ein Nachsetzen der Schaltkugel nicht stattfinden konnte.

Erfindungsgemäß ist nun, wie insbesondere Fig. 2, Fig. 3A und 3B zeigen, zwischen der nutförmigen Eingriffsaussparung 3 0 in der oberen Kugelzone der Schaltkugel 15 und dem als Vierkant ausgebildeten Eingriffszapfen 31 der Schaltwelle 17 (Fig. 1) ein Spiel in Querrichtung der Nut 3 0 vorgesehen. Aufgrund dieses hier mit Bezugszeichen S angedeutet Spiels kann sich die Schaltkugel 15 relativ zur im Schaltwellengehäuse 14 (Fig. 1) drehbar gelagerten und axial fixierten Schaltwelle 17 in Richtung der durch den Druckunterschied P₁-Pu bewirkten Kraft Z bewegen und an den Dichtringe 2 7 gleichmäßig anpressen, so daß an dieser Seite der Schalteinrichtung 10 eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.

Fig. 3A zeigt desweiteren die Stellung des Schalthebels 69, der hier um 45° zur Mittelachse des Eintritts 9 verschwenkt ist und einer Bedienperson durch die Schwenkrichtung anzeigt, daß sich der Filter 2 im Filtrierbetrieb befindet. Fig. 3B zeigt die Schaltstellung der Schalteinrichtung 10 für den Filtrierbetrieb in Filter 1 bei z.B. geöffnetem Filter 2. Der Schalthebel 69 ist entsprechend relativ zur Schaltstellung aus Fig. 3A um 90° nach links verschwenkt, so daß er nun, relativ zur Mittelachse von Eintritt 9, um 45° zur anderen Seite versetzt liegt und den Filtrierbetrieb der Filterkammer 1 anzeigt. Die Kraft Z¹ aufgrund des Druckunterschiedes zwischen Druck P₁ im Eingang 3 von Filter 1 und Umgebungsdruck P_u in Filter 2 wirkt nun in entgegengesetzter Richtung, d.h. drückt die Schaltkugel 15 mittels ihrer geschlossenen Kugelzone 26 in den Dichtring 28 am Ein- bzw. Ausgang von Filter 2 hinein. Der Bohrungsschenkel 20 des rechtwinkligen Verzweigungskanals 18 mündet entsprechend in den Eintritt 9, der Bohrungsschenkel 21 in den Eingang 3 von Filter 1. Aufgrund der nutförmigen Ausgestaltung der Eingriffsaussparung 30 in der oberen Kugelzone der Schaltkugel 15 kann sich diese relativ zur Eingriffsaussparung 31 der Schaltwelle um das Spiel S¹ nach rechts bewe-

gen, so daß die Schaltkugel 15 am Eingang des Filters 2 zuverlässig abdichtet.

Die Fig. 3A,3B verdeutlichen, daß das Spiel S in Querrichtung der Nut begrenzt ist und beispielsweise 1 bis 4 mm beträgt. Gleichermaßen kann auch das Spiel S¹ in Längsrichtung der Nut begrenzt werden, indem z.B. der Nutgrund gekrümmt ausgebildet oder mit einer Stufe versehen wird, so daß das Nutprofil nur um das Spiel S bzw. S¹ breiter bzw. länger als das Vierkantprofil des Eingriffszapfens 31 ist. Das Vierkantprofil kann insbesondere in Längsrichtung der Nut eine größere Länge als in Querrichtung der Nut aufweisen. Dies unterstützt trotz des Spiels S, S¹ ein exaktes Schalten der Schalteinrichtung, wobei das exakte Schalten vor allem dadurch gewährleistet ist, daß jeweils eine Seite des Vierkantprofils eng an der Nut anliegt.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß auch zwischen der mit dem Hebel 69 (Fig. 3) verbundenen Schalthebelwelle 60 und der oberen Schaltkugel 15 ein Spiel vorgesehen ist. Das erfindungsgemäß mögliche Nachsetzen der Schaltkugel 15 in die entsprechende Dichtschale wird daher trotz des Eingriff des Eingriffszapfens 61 der Schalthebelwelle 60 in eine zugehörige nutförmige Eingriff saussparung 62 in der oberen Kugelzone der Schaltkugel nicht behindert. Aus fertigungs-, kosten- und montagetechnischen Gründen wird meist Regel auch die untere Schaltkugel 16 mit der nutförmigen, ein Spiel gewährleistenden Eingriffsaussparung 62 ' versehen. Dies bietet zusammen mit der axialen Fixierung der Schaltwelle 17 den weiteren Vorteil, daß die Einström- und Ausströmseiten am Kugelhahn getauscht werden können.

Wie weiter oben dargelegt, ist die Schaltwelle 17 axial im Schaltwellengehäuse 14 festgelegt. Fig. 2 zeigt in vergrößerter Ansicht die axiale Fixierung entsprechend dem Ausführungs-

beispiel nach Fig. 1. Die Schaltwelle 17 weist im wesentlichen identisch ausgebildete Schaltwellenenden 40,41 mit oberen Vierkant-Eingriffszapfen 31, die in Eingriffsaussparungen 30 in den Schaltkugeln 15 eingreifen, und unteren Vierkant-Eingriffszapfen 31', die in Eingriffsaussparung 30' in den unteren Schaltkugeln 16 eingreifen, auf. Nahe des oberen Schaltwellenendes 40 ist ein zylindrischer Absatz 42, dessen Außendurchmesser im wesentlichen an den Innendurchmesser im Schaltwellengehauseabschnitt 14 angepasst ist, und im Abstand vom unteren Schaltwellenende 41 ist ein Ringsteg 45 mit entsprechend gewähltem Außendurchmesser ausgebildet. Der Absatz 42 weist eine Ringnut 43 auf, in die ein O-Ring 44 eingelegt ist, der jeglichen Flüssigkeitseintritt bzw. Leckagen, die im Bereich der eintrittsseitigen Schaltkugel 15 oder der austrittsseitigen Schaltkugel 16 auftreten könnten, verhindert. Die Schaltwelle 17 wird vorzugsweise in einer Lage im Schaltwellengehäuse 14 montiert, in der sich der Absatz 42 nahe der eingangsseitigen Schaltkugel 15 befindet. In montiertem Zustand stützt sich die untere Ringstegschulter 46 des Ringstegs 45 in Axialrichtung der Schaltwelle 17 an einem Seegering 47 ab, der zuvor in eine Aussparung im Schaltwellengehäuseabschnitt 14 eingesetzt wurde. Nach Einschieben der Schaltwelle 17 wird ein zweiter Sicherungsring 4 8 derart montiert, daß die obere Schulter 49 des Absatzes 42 an ihm anliegt. Die Schaltwelle 17 kann sich dann um ihre Mittelachse drehen, ist in Axialrichtung jedoch in beiden Richtungen festgelegt. Erfindungsgemäß werden mithin die vom Druckunterschied zwischen Eintritt und Austritt der Schalteinrichtung ausgeübten Kräfte durch die beidseitige axiale Festlegung der Schaltwelle 17 aufgefangen. Da sie keine Schiebekräfte auf die Schaltkugeln 15 bzw. 16 ausüben kann, sind im Ergebnis deren Anpresskräfte in die Dichtschalen hinein geringer als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schalteinrichtungen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsalternative für eine axiale Sicherung einer Schaltwelle 117. Mit Ausnahme der an den Schaltwellenenden 140,141 befindlichen, exzentrisch angeordneten Eingriffszapfen 131,131' ist die Schaltwelle 117 rotationssymmetrisch; sie weist zwei zylindrische Wellenabschnitte 142,145 auf, die im Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils mit einer Ringnutaussparung 143 versehen sind, in die ein O-Ring als Dichtring eingelegt ist. Die Wellenabschnitte 142,145 bilden zusammen mit den O-Ringen 144 Dichtzonen, zwischen denen die Schaltwelle 117 mittels eines in Fig. 4 von einem Stift 150 gebildeten Sicherungsmittels formschlüssig gegen Axialbewegungen gesichert ist. Der Stift 150 liegt tangential an der Schaltwelle 117 an und greift gleichzeitig in eine muldenförmige Aussparung 151 in einem entsprechend ausgewölbten Wandabschnitt 152 des Schaltwellengehäuseabschnitts 114 und in eine Ringnutaussparung 146 ein, die zentral in einem durchmesserreduzierten Zwischenabschnitt zwischen den Dichtzonen 142,145 der Schaltwelle 117 ausgebildet ist.

Fig. 5 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel für die axiale Sicherung der Schaltwelle 117, die identisch wie die Schaltwelle 117 gemäß Fig. 4 ausgebildet ist, so daß eine erneute Beschreibung ihres Aufbaus hier nicht erfolgt. Als Formschlußmittel dient ein mit Rundkopf 251 versehener Stift 250, der vertikal zur Schaltwelle 117 in die zentral zwischen den Dichtzonen 142,145 ausgebildete, gemuldete Ringnutaussparung 146 eingreift. Der Stift 250 liegt in einem ringförmigen Aufnahmeabschnitt 215 fest, der radial an einer Seite des Schaltwellengehäuseabschnitts 214 absteht. Die Sicherung des Stiftes 250 im Aufnahmeabschnitt 215 erfolgt mittels einer Befestigungsschraube 252, die in ein Innengewinde 253 im Aufnahmeabschnitt 215 eingeschraubt ist, so daß der Stift 250 schnell und montagefreundlich entfernt oder gewechselt werden kann.

Claims

1. Kugelhahn-Schalteinrichtung für Doppel- oder Mehrkammerfilter, mit einem Gehäuse (13), dessen Eintrittsraum (11) eine mit einem Verzweigungskanal (18) versehene, drehbar in Dichtschalen angeordnete eingangsseitige Schaltkugel (1, 5) und dessen Austrittsraum (12) eine mit einem Verzweigungskanal (19) versehene, drehbar in Dichtschalen angeordnete ausgangsseitige Schaltkugel (16) aufweist, die mittels eines Eingriffszapfens (31) einer das Gehäuse (13) axial durchgreifenden Schaltwelle (17; 117; 217) schalttechnisch gekoppelt sind, wobei am Eintritts- und Austrittsraum (11, 12) die Filter (1, 2) mit ihren Eingängen und Ausgängen anflanschbar bzw. angeordnet sind und jede Schaltkugel (15, 16) wenigstens eine geschlossene Kugelzone (24; 25) aufweist, mit der in Abhängigkeit von der Drehstellung der Schaltkugeln (15, 16) die Ein- und Ausgänge (3, 8) wenigstens eines Filters (1, 2) absperrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (17; 117) im Gehäuse (13, 14; 114; 214) gegen Axialbewegungen gesichert ist und die Eingriffszapfen (31, 311; 131) für eine schwimmende Lagerung der Schaltkugeln (15, 16) mit Spiel in den zugehörigen Eingriffsaussparungen (30, 301) der Schaltkugeln (15, 16) sitzen.

2. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (S, S') eine Relativbewegung der Schaltkugeln (15, 16) zur Schaltwelle (17; 117) parallel zur Ebene der geschlossenen Kugelzone/n (24; 25; 26) ermöglicht.

3. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsaussparungen (30, 301) und die Eingriffszapfen (31, 311) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seitenhalbierenden der Quer- und Längsseiten der Eingriffsaussparungen (30, 301) in den Schaltkugeln (15, 16) im wesentlichen parallel zu den Mittelachsen der Kanaldurchtritte der Verzweigungskanäle (18, 19) liegen und in den Ebenen der Schaltkugeln (15, 16) mit geschlossenen Kugelzonen (24, 25, 26) ein Spalt (S, S') zwischen Eingriffsaussparungen (30) und Eingriffszapfen (31) ausgebildet ist.

4. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (S, S') bzw. der Spalt einige Millimeter, vorzugsweise etwa 1 bis 4 mm beträgt.

5. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkugeln eine einzige, seitliche, geschlossene Kugelzone und einen T-förmigen Verzweigungskanal mit Durchgangs- und Querbohrungen aufweisen, wobei das Spiel parallel zur Durchgangsbohrung vorgesehen ist.

6. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkugeln (15, 16) zwei geschlossene, seitliche Kugelzonen (24, 26; 25) und einen vorzugsweise gleichschenkligen, L-förmigen Verzweigungskanal (18, 19) aufweisen, wobei in beiden zueinander senkrechten Ebenen ein Spiel (S, S') zwischen Eingriffszapfen (31) und Eingriffsaussparung (30) ausgebildet ist.

7. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsaussparung (30) eine Nut ist und der Eingriffszapfen (31) ein Vierkantprofil aufweist, wobei das Nutprofil (30) länger und breiter als das Vierkantprofil (31) ist.

8. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalthebel (69) über eine Schalthebelwelle (60) mit einer der Schaltkugeln (15) schalttechnisch gekoppelt ist, wobei zwischen einem Eingriffszapfen (61) der Schalthebelwelle (60) und einer zugehörigen Eingriffsaussparung (62) in der Schaltkugel (15) ein Spiel entsprechend dem Spiel zwischen Schaltwellen-Eingriffszapfen (31) und zugehöriger Eingriffsaussparung (30) ausgebildet ist.

9. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (69) um 900 schwenkbar ist und vorzugsweise beidseitig um 450 relativ zur Mittelachse des Eintritts (9) verschwenkbar ist.

10. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffszapfen (31) der Schaltwelle (17; 117) und/oder der Schalthebelwelle (60) exzentrisch an den Wellenenden (40, 41; 140, 141) angeordnet sind.

11. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaltwelle (17) an einem am Gehäuse (14) gegen Axialbewegung gesicherten Sicherungsring (47, 48) wie einem Seegering abstützt.

12. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (117) mittels eines Formschlußmittels, vorzugsweise einem zwischen zwei Dichtzonen (142; 145) angeordneten, in eine muldenförmige Ringnutaussparung (146) od. dgl. formschlüssig eingreifenden, tangential oder vertikal zur Schaltwelle (117) liegenden Stift (150; 250) oder Schraubkopf od. dgl., am Schaltwellengehäuseabschnitt (114; 214) gegen Axialbewegungen gesichert ist.

13. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtzonen von zwei im Abstand zueinander ausgebildeten, zylindrische, eine Aufnahmenut (143) für einen Dichtungsring (144) wie einen O-Ring aufweisenden Wellenabschnitten (142; 145) gebildet sind.

14. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das stift- oder schraubenförmige Formschlußmittel (250) in einen radial am Schaltwellengehäuseabschnitt (214) abstehenden, vorzugsweise dort angeschraubten oder angeschweißten Aufnahmeabschnitt (215), unter Eingriff seiner gerundeten Spitze (251) in die Ringnutaussparung (146) in der Schaltwelle (117), eingeklebt oder mittels einer Verankerungsschraube (252) austauschbar festgelegt ist.

15. Kugelhahn-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eingangs- und ausgangsseitigen bzw. eintritts- und austrittsseitigen Gehäuseabschnitten und den Schaltkugeln (15, 16) auswechselbare Dichtringe (27, 28, 29, 30) angeordnet sind.