CH679177A5

CH679177A5 -

Info

Publication number: CH679177A5
Application number: CH211789A
Authority: CH
Inventors: Kurt Dipl-Ing Stoll
Original assignee: Festo Kg
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1991-12-31
Also published as: DE3822793A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Beeinflussung des Durchflusses eines insbesondere pneumatischen Strömungsmediums durch einen von einer Wand umfangsseitig begrenzten Strömungskanal.

Derartige Ventile sind üblicherweise in Gestalt von Zwei-Wegeventilen ausgestaltet und können zwei Schaltstellungen einnehmen, wobei entweder der zur Führung des Strömungsmediums dienende Strömungskanal abgesperrt oder geöffnet ist Dazwischenliegende Schaltzustände lassen sich hingegen kaum realisieren. Ausserdem ist der bauliche Aufwand für derartige Ventile relativ gross, was eine teuere Herstellung zur Folge hat. Auch sind solche Ventile erhöhtem Verschleiss im Bereich erforderlicher Dichtungen ausgesetzt. Nachteilig ist femer, dass das Strömungsmedium beim Durchströmen des Ventils häufig starken Richtungsänderungen ausgesetzt ist, was das Strömungsverhalten bzw. die Durchflusscharakteristik nachteilig beein-flusst.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Ziel zugrunde, ein Ventil gemäss der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfacherem, kostengünstigerem Aufbau weniger verschleissanfällig ist und eine Verbesserung der Durchflusscharakteri-stik des Strömungsmediums bewirkt.

Erreicht wird dieses Ziel dadurch, dass im Strömungskanal eine diesen in zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Kanalabschnitte unterteilende feststehende Trennwand angeordnet ist, die eine die beiden Kanalabschnitte miteinander verbindende Durchgangsöffnung aufweist, dass der Trennwand an ihrer entgegen der Strömungsrichtung weisenden Dichtseite ein Dichtelement mit einer einerseits trennwandseitig und andererseits an der entgegengesetzten Seite ausmündenden Durchbrechung zugeordnet ist, dass das Dichtelement drehbar im Strömungskanal angeordnet ist, wobei die Durchbrechung entlang einer die Durchgangsöffnung der Trennwand in Strömungsrichtung gesehen schneidenden Bahn bewegbar ist, derart, dass der Durchströmquerschnitt des über die Durchbrechung und die Durchtrittsöffnung führenden Durchströmweges zwischen den beiden Kanalabschnitten je nach Drehstellung veränderbar ist und dass die Dichtseite der Trennwand und die zugewandte Gegendichtseite des Dichtelementes in Dichtkontakt miteinander treten können.

Auf diese Weise erhält man ein Ventil, das eine Konstruktion erlaubt, bei der das Strömungsmedium ohne nennenswerte Umlenkungen im wesentlichen linear durch den Strömungskanai hindurchströmt, was sich positiv auf das Strömungsverhalten und die Durchflusscharakteristik auswirkt. Vom Strömungsmedium umströmte Ecken und Kanten lassen sich vorteilhaft vermeiden. Darüber hinaus ist der Aufbau des Ventils höchst einfach, denn es wird lediglich ein bewegbares Dichtelement benötigt, während die mit diesem Element zusammenarbeitende Trennwand als feststehendes Teil ausgebildet ist. Aufwendige Einrichtungen zum Abdichten erübrigen sich ebenfalls, denn durch die bezüglich der

Trennwand stromauf gelegene Anordnung des Dichtelementes erfolgt durch den Strömungsmitteldruck selbst ein Andrücken des Dichtelements gegen die Trennwand und somit eine selbsttätige Abdichtung, die dazuhin eine selbstnachstellende Wirkung im Abnutzungsfalle entfaltet. Die drehbare Anordnung des Dichtelementes erlaubt ferner das Einstellen verschieden grosser Durchströmquerschnitte, so dass auch zwischen den Extremstellungen angesiedelte partielle Offenstellungen möglich sind. Auf diese Weise Iässt sich der Volumenstrom feinfühlig einstellen und an die jeweiligen Gegebenheiten problemlos anpassen. Das Ventil kann vor allem auch in der Prozesstechnik Verwendung finden, denn durch geeignete Gestaltung der Durchgangsöffnung bzw. Durchbrechung Iässt sich leicht ein Proportionalverhalten bei der Regulierung des Durchströmquerschnittes erzielen. Bei alledem gestaltet sich die Montage des Ventils sehr einfach und infolge seiner einfachen Bauweise Iässt es sich leicht als Durchgangsventil an beliebiger Stelle in ei* ne Strömungsmittel führende Leitung auch nachträglich einschalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 2 begünstigt die Dichtfunktion zwischen der Trennwand und dem Dichtelement ohne zusätzliche Hilfsmittel. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 gewährleistet eine zusätzliche Stabilisierung des Dichtelementes, was sich vor allem dann positiv auswirkt, wenn sich die Strömungsrichtung des Strömungsmediums einmal ändern sollte.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 4 Iässt sich besonders einfach herstellen, da keinerlei zusätzliche, das Dichtelement führende körperliche Achse erforderlich ist. Hier erfolgt die Führung beim Drehvorgang zweckmässigerweise allein durch gleit-spielbehafteten Kontakt der Aussenumfangsfläche des Dichtelements mit der Innenfläche des Strömungskanals.

Mit der Weiterbildung gemäss Anspruch 5 wird eine zusätzliche Zentrierung des Dichtelementes erzielt, so dass im Umfangsbereich des Dichtelementes ein grösseres Bewegungspiel tolerierbar ist, ohne dass die Drehbewegung und die Zusammenarbeit zwischen den beiden Öffnungen nachteilig beeinflusst ist. Ausserdem lassen sich hier die Trennwand und das Dichtelement als zusammenhängende Baueinheit im Strömungskanal fixieren, was eine erhebliche Montageerleichterung mit sich bringt.

Auch die Weiterbildung gemäss Anspuch 13 vereinfacht die Montage der Trennwand und erlaubt dazuhin einen schnellen problemlosen Austausch im Falle einer gewünschten Variation der Querschnittskontur der Durchgangsöffnung.

Von Vorteil ist auch eine gemäss Anspruch 14 gewählte rohrförmige Ausgestaltung der den Strömungskanal umgebenden Wand, die hier ein Ventilgehäuse darstellen kann. Diese Wand kann aus Kunststoff bestehen, vorteilhaft sind aber auch Konstruktionen aus Edelstahl oder Aluminium. Die rohrförmige Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass die Strömungskanallänge beliebig

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wählbar ist, und man kann durch geeignete Längenwahl erreichen, dass das Strömungsmedium vor dem Erreichen des Dichtelementes eine optimale Strömungskontur einnimmt. Die schlanke Bauweise erlaubt zudem den Einsatz unter beengten Raumverhältnissen.

Bei den Weiterbildungen gemäss den Ansprüchen 15 und 16 Iässt sich die Änderung der Drehstellung des Dichtelementes problemlos von aussen her bewerkstelligen. Ausserdem kann man sich den magnetischen Anziehungseffekt bei der Montage des Dichtelementes zu Nutze machen, indem man durch axiales Verschieben des Drehantriebselementes das radial innen im Strömungskanal angeordnete Dichtelement positioniert.

Bei der Weiterbildung gemäss Anspruch 18 sind äussere Antriebselemente nicht erforderlich, so dass sich besonders kompakte Querabmessungen des Venils ergeben.

Mit der Weiterbildung gemäss Anspruch 19 ist eine Umströmung des Dichtelementes im Bereich der Trennstelle zur Trennwand hin ohne den Einsatz zusätzlicher Dichtungen vorteilhaft unterbunden. Dabei erweist sich eine Ausgestaltung des Dichtelementes und der Trennwand aus Hartmaterial als besonders verschleissfest.

Das erfindungsgemässe Ventil Iässt sich zur Steuerung beliebiger Arten von Strömungsmedien einsetzen, seien es Gase wie Luft oder dergleichen oder auch Flüssigkeiten.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfin-dungsgemässen Ventils in schematischer Darstellung im Längsschnitt gemäss Schnittlinie l-l aus Fig. 2,

Fig. 2 das Ventil aus Fig. 1 im Querschnitt gemäss Schnittlinie II-II,

Fig. 3 eine weitere Bauform des Ventils ebenfalls im Längsschnitt und schematisch dargestellt gemäss Schnittlinie III-III aus Fig. 4,

Fig. 4 das Ventil aus Fig. 3 im Querschnitt gemäss Schnittlinie IV-IV,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Ventils mit internem Drehantrieb ebenfalls schematisch und im Längsschnitt gemäss Schnittlinie V-V aus Fig. 6 und

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Ventil aus Fig. 5 gemäss Schnittlinie Vl-VI aus Fig. 5.

Die Beschreibung der Erfindung soll zunächst anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 vorgenommen werden. Dieses Ventil besitzt eine rohrförmige, hohlzylindrische und im Querschnitt kreisförmige Wand 1, die einen Strömungskanal 2 umgibt und die man als Gehäuse bezeichnen kann. Die beiden axialen Enden der Wand 1 sind als Befestigungsenden ausgebildet und weisen jeweils eine Befestigungseinrichtung 3 zum Anschliessen pneumatischer Bauteile oder Bauelemente auf. Hierbei kann es sich um Ventile, Zylinder usw. handeln. Beim Ausführungsbeispiel sind die Befestigungseinrichtungen 3 zum Anschliessen von Druckmittelleitungen bzw. -Schläuchen 4 geeignet und sind zu diesem Zweck als Aufsteckstutzen 5 ausgebildet, die am Aussenumfang vorzugsweise eine Verzahnung zur Fixierung der Leitung bzw. des Schlauches tragen. Die beiden Stutzen sind koaxial zueinander ausgerichtet, und ihre Längsachse fällt mit der Längsachse 6 des hohlzylindrischen Gehäuses zusammen. Das Ventil ist für eine Betriebsweise ausgelegt, in der ein Strömungsmedium wie Gas, Luft, Flüssigkeit oder dergleichen gemäss parallel zur Längsachse 6 verlaufender Pfeilrichtung 7 hindurchströmt

Im Innern des von der Wand 1 umschlossenen Strömungskanals 2 ist eine scheibenförmige Trennwand 8 angeordnet, die sich quer zur Strömungsrichtung 7 erstreckt und den Strömungskanal 2 in zwei axial benachbarte Kanalabschnitte 9,10 unterteilt. Sie weist eine bevorzugt axial gerichtete Durchgangsöffnung 14 auf, die die beiden Kanalabschnitte 9, 10 grundsätzlich miteinander verbindet. Der stromauf, d.h. entgegen der Strömungsrichtung 7 weisenden Axialseite der Trennwand 8, nachfolgend als Dichtseite 15 bezeichnet, ist ein Dichtelement 16 von ebenfalls scheibenförmiger Gestalt zugeordnet. Die beiden Scheibenflächen verlaufen zumindest annähernd parallel zueinander. Das Dichtelement 16 weist ebenfalls eine bevorzugt axial verlaufende Öffnung, die Durchbrechung 17 auf, die einerseits zur Trennwand 8 hin und andererseits an der entgegengesetzten, stromauf gerichteten Elementenseite, nachfolgend als Druckseite 18 bezeichnet, ausmündet. Im Gegensatz zu der gegenüber der Gehäusewand 1 ortsfest festgelegten Trennwand 8, ist das Dichtelement 16 im Strömungskanal 2 drehbar, wobei die Drehachse vorzugsweise mit der Längsachse 6 zusammenfällt.

Die Relativanordnung der Durchgangsöffnung 14 mit Bezug zur Durchbrechung 17 ist in einer Art gewählt, die gewährleistet, dass die von der Durchbrechung 17 beim Verdrehen zurückgelegte Bahn 19 (vgl. Fig. 2) in Strömungsrichtung 7 gesehen die Durchgangsöffnung 14 trifft bzw. schneidet. Die Bahn 19 hat also zweckmässigerweise den gleichen Abstand R zur Drehachse 6 wie das Zentrum 20 der Durchgangsöffnung 14. Somit Iässt sich durch Drehung des Dichtelements 16 der Überdeckungsgrad zwischen der Durchgangsöffnung 14 und der Durchbrechung 17 insbesondere stufenlos regulieren, und dieser Überdeckungsgrad ist massgeblich für den Durchströmquerschnitt 23, der dem Strömungsmedium 7 zur Überströmung zwischen den beiden Kanalabschnitten 9, 10 zur Verfügung steht, in Fig. 2 ist eine Mittelstellung gezeigt, bei der der eingestellte Durchströmungsquerschnitt etwa der Hälfte des maximal Möglichen entspricht. Demgegenüber ist in der einen, nicht dargestellten Extremstellung überhaupt keine Überdeckung von Öffnungsbereichen gegeben, so dass das Ventil die Schliessstellung einnimmt, in der eine Durchströmung verhindert ist. Die entgegengesetzte, ebenfalls nicht dargestellte Extremstellung sieht hingegen vor, dass die beiden Öffnungsquerschnitte miteinander fluchten bzw. dass bei verschiedenen Öffnungskonturen diejenige Öffnung mit kleinerem Querschnitt vollständig freigegeben ist. In dieser als Offenstellung bezeichenbaren Extremstellung ist maximaler Durchfluss gegeben.

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Wenn der dem Dichtelement 16 zugeordnete Kanalabschnitt 9 gemäss Pfeil 7 mit Strömungsmittel beschickt wird, so hat dies unabhängig von der Drehstellung zur Folge, dass das Dichtelement 16 mit seiner der Trennwand 8 zugewandten Gegen-dichtseite 21 in Dichtkontakt mit der Dichtfläche 15 tritt. Der Strömungsmitteldruck presst das Dichtelement 16 axial gegen die Trennwand 8, so dass auch ohne zusätzliche Hilfsmittel eine selbstdichtende Wirkung erzielt wird. Gleichzeitig sorgt diese Eigenschaft dafür, dass im Abnutzungsfall eine selbsttätige Nachstellung erfolgt, da das Dichtelement 16 vorzugsweise in Axialrichtung 6 zumindest in gewissem Rahmen hin und her bewegbar ist, so dass eine Lageverschiebung möglich ist.

Von Vorteil ist hierbei, dass im Bereich der Trennstelle zwischen Trennwand 8 und Dichtelement 16 auf separate verschleissanfällige Dichtungen verzichtet werden kann, wenn die entsprechenden, miteinander korrespondierenden Axialflächen selbst als Dichtflächen ausgebildet sind, wie dies beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 der Fall ist. Es reicht hier bereits aus, wenn die den beiden Dichtseiten 15, 21 zugeordneten Flächen plangeschliffen werden, wobei allerdings auch eine Unterteilung in einzelne Flächenpartien möglich ist. Insbesondere sollte der Umfangsbereich der jeweiligen Öffnung 14, 17 von einer Dichtfläche besetzt sein. Von Vorteil ist hier jedenfalls, wenn sowohl das Dichtelement 16 als auch die Trennwand 8 zumindest im Kontaktbereich aus Keramik oder Hartkunststoffbestehen.

In soweit besteht im wesentlichen Übereinstimmung zwischen dem beschriebenen Ausführungsbeispiel und den übrigen in der Zeichnung abgebildeten beispielhaften Bauformen. In den übrigen Figuren sind daher entsprechende Bauteile bzw. -elemente mit identischen Bezugszeichen versehen worden.

Zur Verstärkung der Dichtwirkung und um unabhängig von der Durchströmrichtung bzw. Einbaula-ge einen sicheren Kontakt der beiden Teile 16, 8 zu gewährleisten, ist beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 und 4 zusätzlich eine das Dichtelement 16 gegen die Trennwand 8 vorspannende Feder 24 vorhanden, die als Spiraldruckfeder ausgestaltet ist. Sie stützt sich einerseits an der Druckseite 18 des Dichtelementes 16 ab und andererseits an einem ringförmigen, nach innen von der Wand 1 vorspringenden Radialvorsprung 26, der vorzugsweise einstückig an die Wand 1 angeformt ist. An Stelle des einen durchgehenden Vorsprunges können auch mehrere einzelne Vorsprünge Verwendung finden. Zur Zentrierung der Feder 24 am Dichtelement 16 ist an dessen Druckseite 18 eine ringförmige Vertiefung 25 eingelassen, die das Federende aufnimmt. Zweckmässig ist bei alledem eine sich kegelförmig verengende Feder zu verwenden, deren Bereich geringeren Durchmessers dem Dichtelement 16 zugeordnet ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement 16 weiterhin lose und axial frei bewegbar gegenüber der Trennwand 8 im Strömungskanal 2 angeordnet, und eine Führung bei der Drehbewegung erfolgt allein durch gleitenden Kontakt seiner Kreiskontur aufweisenden Umfangsfläche 29 mit der Innenfläche 30 des Strömungskanals. Selbstverständlich ist diese Ausführungsvariante auch ohne die Verwendung einer Feder 24 möglich, zweckmässigerweise wird man dann jedoch einen zusätzlichen Radialvorsprung vorsehen, der die Axialbewegung des Dichtelements 16 unter Gewährleistung eines gewissen Bewegungsspieles begrenzt, so dass volle Funktionsfähigkeit unabhängig von der jeweiligen Einbauläge gegeben ist.

Im Gegensatz dazu ist beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 am Dichtelement 16 eine zentrale körperliche Achse 31 angeordnet und insbesondere angeformt, die in Axialrichtung 6 verläuft. Sie ist als Steckachse ausgebildet und durch eine zentrale Achsöffnung 32 der Trennwand 8 hindurchgesteckt, wobei für Drehspiel und axiales Verschiebespiel gesorgt ist. Das freie Ende der Achse 32 trägt zweckmässigerweise einen ein erneutes Herausziehen hemmenden Radialfortsatz 33, der zur Erleichterung der Montage Kegelform aufweisen kann. Bei einer solchen Ausführungsform kann auf Berührkontakt zwischen Dichtelement 16 und Wand 1 verzichtet werden, so dass man eine besonders leichtgängige Drehlagerung erhält. Der Ansatz 33 dient zweckmässigerweise gleichzeitig zur Begrenzung des axialen Bewegungsspiels des Dichtelements 16.

Es versteht sich, dass Achse 31 und Öffnung 32 auch am jeweils anderen Bauteil angeordnet sein können.

Die Verbindung über eine Achse 31 hat den Vorteil, dass eine Baueinheit bestehend aus Dichtelement 16 und Trennwand 8 vorliegt, die gemeinsam im Strömungskanal 2 montierbar ist. Dabei wirkt sich vorteilhaft eine lösbare Befestigung der Trennwand 8 aus, wie dies gemäss Fig. 1 der Fall ist. Hier erfolgt die Befestigung im Rahmen einer Schnappverbindung, wobei zweckmässigerweise am Aussenum-fang der Trennwand 8 eine Nut eingebracht ist, in die ein entsprechender Ringvorsprung der Wand 1 lösbar einfällt, oder umgekehrt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ist die Trennwand 8 hingegen im Rahmen einer Schraubverbindung 34 mit der Wand 1 verschraubt, und beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 ist die Trennwand unlösbar durch Kleben befestigt.

Es versteht sich, dass die einzelnen Befesti-gungs- und Lagervarianten hinsichtlich der Trennwand und des Dichtelementes beliebig miteinander kombiniert werden können.

Entsprechend dem jeweiligen Einsatzzweck können die Durchgangsöffnung 14 und die Durchbrechung 17 unterschiedliche Gestalt aufweisen. Dabei ist es möglich, dass die Konturen des jeweiligen Öffnungspaares untereinander verschieden oder gleichartig sind. Ohne eine Beschränkung vornehmen zu wollen, seien nachfolgend die beispielhaft gewählten, besonders vorteijhaften Ausgestaltungen und Kombinationen der Öffnungen 14, 17 beschrieben.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 haben beide Öffnungen 14,17 die gleiche Form, wobei es sich jeweils, in Strömungsrichtung 7 gesehen, um die Gestalt eines Kreissegmentes handelt. Die Krümmungslinie verläuft hierbei vorzugsweise kon5

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zentrisch zur Aussenkontur des zugeordneten Bauteiles 16, 8, während die lineare Konturlinie 37 bevorzugt auf der gleichen Seite bezüglich der Drehachse 6 angeordnet ist, wie diese Krümmungsli-nie 36.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 und 4 ist die Durchgangsöffnung 14 kreiszylindrisch ausgebildet mit auf der Bewegungsbahn 19 angeordneter Mittelachse. Hingegen hat die Durchbrechung 17 in Strömungsrichtung 7 gesehen die Form einer Sichel, die sich entlang einem Kreisbogen erstreckt, der mit der Bahn 19 zusammenfällt. Die quer zur Bewegungsbahn 9 gemessene Breite der sichelförmigen Durchbrechung 17 nimmt ausgehend vom einen Sichelende zum anderen Sichelende hin kontinuierlich ab. Durch Drehung des Dichtelements 16 Iässt sich somit eine stufenlose Variation des Durchströmquerschnittes 23 erzielen, der maximal dem Querschnitt der Durchgangsöffnung 14 entspricht. Dazuhin erfolgt die Durchflussänderung proportional, was vor allem bei einem Einsatz im Bereich der Verfahrenstechnik vorteilhaft ist. In der Offenstellung liegt jedenfalls das breite Sichelende in einer Flucht mit der Durchgangsöffnung 14, während in der Schliessstellung die Durchbrechung 17 „an der Öffnung 14 vorbeigedreht ist, so dass die Öffnung 14 von einem geschlossenen Abschnitt des Dichtelements 16 abgedeckt wird.

Wie bereits erwähnt, lassen sich die einzelnen Öffnungskonturen untereinander auch kombinieren.

Die Drehbewegung des Dichtelements 16 kann manuell oder maschinell erzeugt werden. Der Antrieb kann ferner von aussen her oder von innen erfolgen.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 4 erfolgt die Drehbetätigung von aussen her, zu welchem Zweck das Dichtelement 16 magnetisch mit einem am Aus-senumfang der Wand 1 radial gegenüberliegend angeordneten Drehantriebselement 38 gekoppelt ist, so dass eine Bewegung des Drehantriebselements 38 in die eine oder andere Umfangsrichtung (Doppelpfeil 39) eine entsprechende Mitrotation des Dichtelements 16 um die Drehachse 6 im Innern des Strömungskanals 2 auslöst. Hierbei ist von Vorteil, wenn das äussere Antriebselement 38 wie abgebildet eine die Wand 1 koaxial umgebende Ringstruktur aufrveist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 sind sowohl das Dichtelement 16 als auch das Drehantriebselement 38 aus magnetischem Material hergestellt, wobei vorzugsweise beide Male eine axiale Polarisierung vorliegt. Beide Elemente 16, 38 um-schliessen sich koaxial, wobei zwischen dem ringförmigen äusseren Element 38 und der Aussenflä-che der Wand 1 ein gewisses Gleitspiel besteht.

Demgegenüber sind die beiden Elemente 16, 38 beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 und 4 selbst nicht magnetisch ausgebildet, sondern tragen jeweils einen aus magnetischem Material bestehenden Magnetkörper 40, 41. Bei diesen handelt es sich zweckmässigerweise um Ringmagnete, die jeweils in einer Innenumfangsnut des Drehantriebselementes 38 bzw. einer Aussenumfangsnut des Dichtelementes 16 gehaltert sind, so dass sie sich mit minimalem Abstand gegenüberliegen.

Jedenfalls ist es von Vorteil, wenn bei einer derartigen Verwendung eines magnetischen Drehan-triebes die Wand 1 aus nichtmagnetischem und nicht magnetisierbarem Material besteht, z.B. aus Aluminium oder einem Polymermaterial.

Ein Verdrehen des Dichtelementes 16 erfolgt jeweils durch Verdrehen des Drehantriebselemenfes 38, was manuell erfolgen kann oder aber unter Vermittlung eines in Fig. 1 lediglich gestrichelt angedeuteten sogenannten Ringmotors 44, der die Wand 1 umgebend am Ventil angeordnet sein kann.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 und 6 erfolgt der Drehantrieb innerhalb des Strömungskanals 2, und die Wand 1 kann beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Hier ist dem Dichtelement 16 entgegen der Strömungsrichtung 7 ein Drehantriebsmo-tor 46 vorgelagert, der gegenüber der Wand 1 festgelegt ist und mit dem Dichtelement 16 über eine dessen Axialbewegung gewährleistende Teleskopachse 47 in drehfester Verbindung steht. Zur Fixierung des Motors 46 sind mehrere radial verlaufende Stützstreben 48 vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel sternförmig unter einem Winkel von 60° über den Umfang verteilt sind. Sie sorgen für eine zentrale Aufhängung des Motors 46, so dass die Durchströmung des Kanals 2 nicht nennenswert beeinträchtigt wird, da zwischen den Streben genügend Strömungsquerschnitt vorliegt.

Die wandseitigen Endbereiche der Streben 48 sind mit Aussengewindepartien 49 versehen, die durch Befestigungsöffnungen 50 der Wand hindurch gesteckt und mit Muttern von aussen her verschraubt sind. Mindestens eine der Streben ist hierbei innen mit einer Längshöhlung 51 versehen, was die Zufuhr elektrischer Anschlusskabel 52 von aussen her an den Motor 46 begünstigt. Der Motor selbst ist zweckmässigerweise als feinstufiger Schrittmotor ausgestaltet, der eine feinfühlige Abstimmung des jeweils gewünschten Strömungsquerschnittes gestattet.

Es versteht sich, dass das Dichtelement 16 bei Bedarf im Bereich seines Aussenumfanges 29 separat gegen die Innenfläche 30 der Wand 1 abgedichtet werden kann, wie dies in Fig. 5 gestrichelt bei 53 angedeutet ist.

Zur Fig. 1 ist hinzuzufügen, dass dort wegen des verringerten Strömungsquerschnittes im Bereich der Stutzen 5 eine der Befestigungseinrichtungen 3 abnehmbar ausgestaltet ist, um eine problemlose Montage der Einsatzteile zu gewährleisten. Demgegenüber ist bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 3 bis 6 ein kontinuierlicher Querschnitt des Strömungskanals 2 gegeben, auch im Bereich der in Fig. 5 als einfache Aussengewindeabschnitte ausgebildeten Befestigungseinrichtungen 3.

Es ist durchaus auch möglich, als Wand 1 einen längeren Schlauch bzw. eine Leitung zu verwenden, in die die Teile 16, 8 einfach eingesteckt und anschliessend festgelegt werden.

Durch Vermeidung der Verwendung jeglicher «Weichteile» ist das erfindungsgemässe Ventil sehr verschleissarm, und wegen der Möglichkeit einer im wesentlichen linearen Durchströmung erhält man eine vorteilhafte Durchflusscharakteristik.

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migen Dichtelementes können unter Umständen zusätzliche Druckentlastungstaschen vorgesehen werden. Diese befinden sich dann zweckmässigerweise im Bereich zwischen der Trennwand und dem Dichtelement und sind druckbeaufschlagt, z.B. über eine Abzweigung vom anliegenden Strömungsmitteldruck. Damit ist das Dichtelement nur noch vom je nach Grössenwahl der insbesondere in Gestalt von Ausnehmungen geformten Taschen auftretenden Differenzdruck beaufschlagt, was die Drehbewegung erleichtert.

Claims

Patentansprüche

1. Ventil zur Beeinflussung des Durchflusses eines insbesondere pneumatischen Strömungsmediums durch einen von einer Wand umfangsseitig begrenzten Strömungskanal, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal (2) eine diesen in zwei in Strömungsrichtung (7) aufeinanderfolgende Kanalabschnitte (9, 10) unterteilende, feststehende Trennwand (8) angeordnet ist, die eine die beiden Kanalabschnitte (9, 10) miteinander verbindende Durchgangsöffnung (14) aufweist, dass der Trennwand (8) an ihrer entgegen der Strömungsrichtung

(7) weisenden Dichtseite (15) ein Dichtelement (16) mit einer einerseits trennwandseitig und andererseits an der entgegengesetzten Seite ausmündenden Durchbrechung (17) zugeordnet ist, dass das Dichtelement (16) drehbar im Strömungskanal (2) angeordnet ist, wobei die Durchbrechung (17) entlang einer die Durchgangsöffnung (14) der Trennwand

(8) in Strömungsrichtung (7) gesehen schneidenden Bahn (19) bewegbar ist, derart, dass der Durchströmquerschnitt (23) des über die Durchbrechung (17) und die Durchtrittsöffnung (14) führenden Durchströmweges zwischen den beiden Kanalabschnitten (9, 10) je nach Drehstellung veränderbar ist und dass die Dichtseite (15) der Trennwand (8) und die zugewandte Gegendichtseite (21) des Dichtelementes (16) in Dichtkontakt miteinander treten können.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) axial, d.h. in und entgegen der Strömungsrichtung (7) des Strömungsmittels bewegbar oder nachgiebig im Strömungskanal (2) angeordnet ist, derart, dass das Dichtelement (16) insbesondere durch den Strömungsmitteldruck mit seiner Gegendichtseite (21) an die Dichtseite (15) der Trennwand (8) gedrückt wird.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal (2) eine das Dichtelement (16) gegen die Trennwand (8) vorspannende Feder (24) angeordnet ist, die insbesondere als Spiraldruckfeder ausgestaltet ist und sich zweckmässigerweise einerseits an der der Trennwand (8) abgelegenen Druckseite (18) des Dlchtele-mentes (16) und andererseits an einem oder mehreren Radialvorsprüngen (26) an der den Strömungskanal begrenzenden Innenfläche (30) der Wand (1) abstützt.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) gegenüber der Trennwand (8) lose im Strömungskanal (2) angeordnet ist und zweckmässigerweise allein durch Berührkontakt von einer oder mehreren Partien seiner Umfangsflächen (21) mit der Innenfläche (30) des Strömungskanals (2) drehzentriert ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) über eine insbesondere zentrale Drehachse (31) gegenüber der Trennwand (8) drehbar und vorzugsweise axial verschiebbar fixiert ist, wobei die Drehachse (31 ) insbesondere als am einen der beiden Teile (16, 8) angeformte Steckachse ausgebildet Ist, die in einer entsprechenden Achsöffnung (32) des anderen Teils einsitzt und die Achsöffnung (32) zweckmässigerweise mit einem ein Herausziehen hemmenden Achsansatz (33) hintergreift.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) und das Dichtelement (16) eine kreisförmige Aussenkon-tur aufweisen.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) und/oder die Trennwand (8) scheibenförmige Gestalt aufweisen.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (14) und/oder die Durchbrechung (17) zylindrisch und insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet sind.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (14) und/oder die Durchbrechung (17) in Strömungsrichtung (7) gesehen die Gestalt eines insbesondere halbkreisförmigen Kreissegmentes aufweisen, wobei die Krümmungslinie (36) zweckmässigerweise konzentrisch zur Aussenkontur (29) des zugeordneten Dichtelements (16) bzw. der Trennwand angeordnet ist und der Radius insbesondere geringer ist als derjenige dieser Aussenkontur.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) zwischen zwei Extremsteilungen vorzugsweise stufenlos verstellbar ist, wobei In der einen Extremstellung, der Offenstellung, der Durchströmweg zweckmässigerweise vollständig freigegeben und in der anderen Extremstellung, der Schliessstellung, vollständig verschlossen ist,, während in den Zwischenstellungen ein teilweiser Öffnungszustand vorliegt.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmquerschnitt (23) durch Verdrehen des Dichtelementes (16) proportional änderbar ist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (14) und/oder die Durchbrechung (17) in Strö-mungsrichtung (7) gesehen die Gestalt einer entlang einer Bogenlinie (19) verlaufenden Sichel mit vom einem zum anderen in Drehrichtung weisenden Ende insbesondere linear abnehmendem Querschnitt aufweist.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) lösbar im Strömungskanal (2) festgelegt ist, insbesondere im Rahmen einer Einklips- oder Schnappverbindung.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da-

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15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) magnetisch mit einem am Aussenumfang der Wand (1) des Strömungskanals (2) radial gegenüberliegend angeordneten, in Umfangsrichtung (39) der Wand (1) bewegbaren Drehantriebselement (38) mit diesem mitbewegbar gekoppelt ist, das insbesondere als die Wand (1) des Strömungskanals (2) koaxial umgebender Antriebsring ausgebildet ist.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehantriebselement (38) und/oder das Dichtelement (16) aus magnetischem Material besteht oder mit einem aus magnetischem Material bestehenden Magnetkörper (40, 41) verbunden ist, wobei der Magnetkörper (40, 41) vorzugsweise ringförmige Gestalt aufweist.

17. Ventil nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehantriebselement (38) zum Ändern der Drehstellung des Dichtelementes (16) manuell und/oder maschinell antreibbar ist, wobei im Falle maschinellen Antriebes insbesondere ein Ringmotor (44) Verwendung findet.

18. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dichtelement (16) ein im Innern des Strömungskanals (2) insbesondere stromauf gelegener, vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildeter Drehantriebsmotor (46) zugeordnet ist, der vorzugsweise kanalmittig und über Stützstreben (48) an der den Strömungskanal (2) umgebenden Wand (1) befestigt ist, wobei insbesondere mindestens eine der Streben (48) zur Führung elektrischer Motoranschlusskabel (52) hohl ausgebildet ist (51).

19. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkontakt zwischen der Dichtseite (15) und der Gegendichtseite (21) durch flächigen Gleitkontakt an der jeweiligen Seite ausgebildeter Dichtflächen hergestellt wird, welche Dichtfiächen vorzugsweise von den einander zugewandten ebenen Äxialflächen des Dichtelementes (16) und der Trennwand (8) gebildet sind.

20. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Dichtelement (16) und die Trennwand (8) aus Hartmaterial bestehen, insbesondere aus Keramik oder Hartkunststoff.

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