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DE20006775U1 - Ventil - Google Patents

Ventil

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DE20006775U1
DE20006775U1 DE20006775U DE20006775U DE20006775U1 DE 20006775 U1 DE20006775 U1 DE 20006775U1 DE 20006775 U DE20006775 U DE 20006775U DE 20006775 U DE20006775 U DE 20006775U DE 20006775 U1 DE20006775 U1 DE 20006775U1
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Germany
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housing
seat ring
sealing surface
bushing
end region
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Expired - Lifetime
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DE20006775U
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English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xomox International GmbH and Co OHG
Original Assignee
Xomox International GmbH and Co OHG
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Publication date
Application filed by Xomox International GmbH and Co OHG filed Critical Xomox International GmbH and Co OHG
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Publication of DE20006775U1 publication Critical patent/DE20006775U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/42Valve seats

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Description

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RECHTSANWÄLTE · PATENTANWÄLTE Telefax Postfach 12 15 19
Patentanwälte Rechtsanwälte E-Mail D-68066 Mannheim
DIPL.-PHYS. HANS KLOSE DR. GERHARD REBLE 0621 -41977-50/-54
DIPL-ING. MEINRAD SCHMITT CHRISTIAN SCHULTZE 0621 - 41977-88
DR. JOHANN OSSING rebleklose@regio-i nfo.de
DR. HELMUT-THOMAS KILPPER
DR. RALF-DIETMAR HÄRER
Anmelderin: XOMOX International GmbH & Co. Von-Behring-Strasse 15
D-88131 Lindau/Bodensee
Ventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere ein Regelventil, gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Derartige Ventile enthalten in einem Gehäuse einen bewegbar angeordneten sowie einen im Gehäuse fest installierten Sitzring. Falls der Sitzring vergleichsweise tief im Gehäuse anzuordnen ist, ist ein erheblicher Fertigungsaufwand erforderlich, welcher mit zunehmender Gehäusetiefe überproportional zunimmt. In tiefen Gehäusen ist es zudem oftmals nicht möglich, Sitze zu installieren, welche mit Sicherheit dicht sind und dicht bleiben, und zwar insbesondere bei einem Verhältnis des Gehäusedurchmessers zur Gehäusetiefe kleiner als 0,25 bzw. im Bereich zwischen 0,1 und 0,25. Die Bearbeitung im Inneren des Gehäuses für die Anordnung und Aufnahme des Sitzringes ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden, je größer die Gehäusetiefe und / oder die Tiefe der für die Aufnahme des Sitzringes im Gehäuse vorgesehenen Öffnung oder Ausnehmung des Gehäuses ist. Die Bearbeitung der vergleichsweise tief von der Außenseite des Gehäuses her angeordneten Flächen zur Aufnahme und / oder Befestigung des Sitzringes erfordert erhebliche Fertigungskosten.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem Konstruktions- und Fertigungsauf-
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wand eine funktionssichere Abdichtung selbst bei großen Gehäusetiefen gewährleistet ist. Dies soll vor allem bei Ventilen erreicht werden, bei welchen das Verhältnis des Gehäusedurchmessers zur Gehäusetiefe kleiner 0,5 ist und insbesondere im Bereich zwischen 0,1 bis 0,25 liegt. Des weiteren soll in einfacher Weise der Kostenaufwand dem jeweiligen Benutzungsgrad und / oder den im Hinblick auf das durch das Ventil strömbare Medium anpaßbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Das erfmdungsgemäße Ventil zeichnet sich durch eine einfache und kostengünstige Konstruktion aus und gewährleistet vor allem bei großen Gehäusetiefen eine funktionssichere Abdichtung. Der Sitzring und / oder die den Sitzring integral enthaltende Buchse sind durch ein flexibles Dichtungsverhalten sowohl zum Gehäuse als auch zum Kolbensitz hin ausgezeichnet. Vor allem kann die Gehäuseoberfläche im Bereich der Öffnung zur Aufnahme des Sitzringes vergleichsweise grob bearbeitet hergestellt werden. Die Bearbeitungsqualität kann in Abhängigkeit der Mediumsensibilität vorgegeben werden, wobei eine Bearbeitungsqualität Ra sich im Bereich von 1,6 bis 3,2 &mgr;&iacgr;&tgr;&igr;, bevorzugt von im wesentlichen 2,5 ^m, als besonders zweckmäßig erwiesen hat. Die Toleranz des Gehäuses und / oder der den Sitzring enthaltenden Gehäuseausnehmung kann in vorteilhafter Weise derart vorgegeben werden, daß eine Anpassung an das Medium erfolgt. Hierbei werden für empfindliche Medien feinere Toleranzen vorgegeben als für weniger empfindliche Medien, so daß ein Anpassung der Kosten an den jeweiligen Benutzungsgrad erreicht wird. Insoweit kann ferner der gewünschte Durchfluß des Mediums bei geöffnetem Ventilkolben berücksichtigt werden. Es sei festgehalten, daß je grober die Toleranz, desto kostengünstiger die Bearbeitung und Herstellung ist. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Toleranz im Bereich von 0,01 bis 0,2 mm, bevorzugt in der Größenordnung von 0,05 mm vorzugeben, und zwar insbesondere in Abhängigkeit des Benutzungsgrades und / oder des durch das Ventil strömbaren Mediums. Das Gehäuse enthält eine erste Dichtfläche, an welcher der Sitzring mit einer zweiten Dichtfläche anliegt. Die erste Gehäusedichtfläche ist die einzige und / oder wesentliche kritische Bearbeitungsstelle und wird in besonders zweckmäßiger Weise sauber geschliffen gefertigt. Die Bearbeitungsqualität Ra liegt erfindungsgemäß im Bereich von 0,025 bis 0,4 ^m1 und bevorzugt in der Größenordnung von 0,05 ^m. Die der Gehäusedichtfläche zugewandte Dichtfläche des Sitzringes, welche nachfolgend auch als zweite Dichtfläche bezeichnet wird, ist eine außen, separat bearbeitete Fläche und ist somit in einfacher Weise herstellbar. Diese zweite Dichtfläche besitzt zur einfachen Montage und
Herstellung der ersten Gehäusedichtfläche insbesondere radial außen angeordnete Kantenbrechungen. Die Bearbeitungsqualität der zweiten Dichtfläche liegt insbesondere im Bereich von 0,025 bis 0,4 &mgr;&pgr;), und zwar bevorzugt zumindest näherungsweise bei 0,05 &mgr;&idiagr;&pgr;. Infolge der Flexibilität des Sitzringes und / oder der Buchse wird die Dichtkraft vom Kolben über dessen Sitzfläche und den Sitzring auf die zweite Dichtfläche des Sitzringes und die erste Dichtfläche des Gehäuses übertragen, und zwar im wesentlichen in axialer Richtung, wobei die genannte Dichtkraft nur dann erzeugt wird, wenn der Kolben geschlossen ist. Der Sitzring weist eine der Sitzfläche des Kolbens zugeordnete Dichtfläche auf, welche nachfolgend auch als dritte Dichtfläche bezeichnet wird. Diese dritte Dichtfläche des Sitzringes ist aufgrund der kleinen Sitzringlänge in einfacher Weise zu bearbeiten, wodurch eine kostengünstige Fertigung ermöglicht wird. Diese dritte Sitzfläche dient nicht nur zur Abdichtung, sondern gleichzeitig zur Mediumführung. Für sensible Medien, die durch Temperatur und Zeit zum Abbauen neigen, wird in bevorzugter Weise eine besonders flache Neigung vorgegeben. So ist bei sensiblen Medien, wobei hier insbesondere auf Polymere verwiesen sei, die Dichtflächenneigung mit maximal 60° vorgegeben, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 40°. Des weiteren wird in bevorzugter Weise die Bearbeitungsqualität Ra der dritten Dichtfläche im Bereich von 0,025 bis 0,4 &mgr;&ngr;&eegr; vorgegeben, bevorzugt in der Größenordnung von 0,05 &mgr;&eegr;&eegr;. Über die genannte dritte Dichtfläche des Sitzringes wird die vom Kolben einwirkende Kraft über dessen Sitzfläche und den Sitzring aufgrund der genannten Flexibilität auf die erwähnte zweite Dichtfläche des Sitzringes und die erste Sitzfläche des Gehäuses übertragen.
Der Sitzring ist erfindungsgemäß Bestandteil einer in die Ausnehmung des Gehäuses eingesetzten Buchse, deren Außenfläche insbesondere zylindrisch ausgebildet ist und deren im wesentlichen axiale Stirnfläche als die zweite Dichtfläche des Sitzringes ausgebildet ist. Diese Buchse weist an ihrem der zweiten Dichtfläche abgewandten Ende einen Endbereich auf, welcher in besonders zweckmäßiger Weise im Bereich der Gehäuseöffnung und / oder nahe derselben angeordnet ist. Der Endbereich enthält einen insbesondere ringförmigen Steg, welcher bevorzugt als Anschweißsteg zur Verbindung mit dem Gehäuse ausgebildet ist. Die Dicke bzw. radiale Breite des genannten Steges ist in Abhängigkeit der Mediumsensibilität gegenüber der Temperatur und der Verweilzeit vorgegeben. Je sensibler das Medium ist, desto dünner ist der Steg ausgeführt. Die Breite des Steges wird insbesondere im Bereich von 0,1 bis 3 mm vorgegeben, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,8 mm. In bevorzugter Weise dient der Steg zur Fixierung der Buchse und / oder des Sitzringes im Gehäuse bzw. dessen Ausnehmung, und zwar insbesondere durch Schweissen, insbesondere Punktschweissen. Bei Öffnen des Ventils wird die Abdichtung zwischen der ersten Dichtfläche des Gehäuses und der zweiten Dichtfläche des Sitzringes undicht,
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wobei Medium eindringen kann und durch den insbesondere zylindrischen Spalt zwischen der Außenfläche des Sitzringes und / oder der Buchse und der korrespondierenden Innenfläche des Gehäuses abfließen kann. Somit ist der Sitzring druckentlastet und knickkraftfrei. Die verschweißte Fläche der bevorzugten Punktschweißung ist in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit vom Durchmesser, dem Innendruck und der Festigkeit der verwendeten Werkstoffe vorgegeben. Die verschweißte Fläche liegt zweckmäßig zwischen 20 bis 80 % des Umfangs, vorzugsweise in der Größenordnung von 50 %. Hierdurch wird ein Staudruck vermieden, welcher eine Knickkraft erzeugen könnte, infolge welcher die Verbindung, insbesondere Schweißung, ermüden oder die Buchse und / oder der Ring bzw. die Buchse einknicken könnten.
Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der weiteren Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne daß insoweit eine Einschränkung erfolgt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch das Ventil in einer axialen Schnittebene,
Fig. 2 eine Ansicht in Blickrichtung A gemäß Fig. 1,
Fig. 3, 4 axiale Schnitte weiterer Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 zeigt teilweise einen axialen Schnitt durch das Ventil, enthaltend einen in Richtung einer Längsachse 2 bewegbaren Kolben 4 sowie ein Gehäuse 6. Der Kolben 4 ist in einer Ausnehmung oder Bohrung 8 des Gehäuses 6 angeordnet, welches anschließend an die insbesondere zylindrische Bohrung 8 eine zylindrische Kolbendurchführung 10 mit einem bezogen auf den Durchmesser der Bohrung 8 reduzierten Durchmesser enthält. In dem sich ergebenden Spalt der zylindrischen Kolbendurchführung 10 gegenüber der Außenfläche des Kolbens steht in der Schließstellung desselben Medium. Das Medium befindet sich in einem Totraum. Falls das Medium sensibel gegen Temperatur und Standzeit ist, kann es dort zu einem Abbau des Mediums kommen. Um einen Abbau zu verhindern, ist daher im Rahmen der Erfindung die Spaltweite möglichst klein vorgegeben. Diese Toleranz steht in Abhängigkeit von der Toleranz der zylindrischen Kolbenführung, welche nachfolgend noch zu erläutern sein wird. Im Bereich der Kolbendurchführung 10 ist in bevorzugter Weise das
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Spiel im Bereich zwischen 0,1 bis 2 mm vorgegeben, bevorzugt in der Größenordnung von 0,5 mm. Im Übergangsbereich der Bohrung 8 und der Kolbendurchführung 10 enthält das Gehäuse 6 eine erste Dichtfläche 12, welche bevorzugt in einer zur Längsachse 2 orthogonalen Ebene liegt. Die Ausnehmung oder Bohrung 8 besitzt eine zur Längsachse 2 insbesondere koaxiale und / oder zylindrische Innenfläche 14 mit einem Durchmesser 16. Die Bohrung 8 besitzt eine axiale Länge 18 zwischen der ersten Dichtfläche 12 und einer Gehäuseöffnung 20. Es sei angemerkt, daß die Zeichnung keine maßstabgerechte Darstellung des erfindungsgemäßen Ventils zeigt, wobei gemäß der strichpunktierten Linie 22 die axiale Erstreckung und somit die axiale Länge 18 erheblich länger sein kann. So ist die Tiefe des Gehäuses 6, welche als Verhältnis des Durchmessers 16 zur Gehäusetiefe 18 definiert ist, bei einem erfindungsgemäßen Ventil maximal 0,5 und liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 0,25.
In der Ausnehmung oder Bohrung 8 ist ein Sitzring 24 vorgesehen, welcher eine der ersten Dichtfläche 12 des Gehäuses 6 zugeordnete zweite Dichtfläche 26 aufweist. Der Sitzring 24 ist integraler Bestandteil einer Buchse 28 mit einer Außenfläche 30, welche der Innenfläche 14 der Bohrung 8 bzw. des Gehäuses 6 zugeordnet ist, wobei die Buchse 28 eine axiale Länge 32 und der Sitzring 24 eine axiale Länge 34 aufweisen. Die Buchse 28 mit dem integrierten Sitzring 24 besitzt insbesondere aufgrund der vergleichsweise großen axialen Länge 32 eine erhebliche Flexibilität, aufgrund welcher in der geschlossenen Position des Kolbens 4 gewährleistet ist, daß der Sitzring 24 mit seiner zweiten Dichtfläche 26 dicht an der ersten Gehäusedichtfläche 12 anliegt, und zwar aufgrund der vom Kolben 4 axial auf den Sitzring 24 einwirkenden Kraft. Die axiale Länge 34 des Sitzringes 24 ist erfindungsgemäß wesentlich kleiner als die axiale Gesamtlänge 32 der Buchse 28. Wie ersichtlich, ist die radiale Breite des Sitzringes wesentlich größer als die radiale Breite der übrigen Buchsen, und zwar entsprechend der Geometrie der Sitzfläche des Kolbens 4. Aufgrund der somit vergleichsweise geringen Breite des übrigen Bereiches der Buchse 28, weist diese somit eine erhebliche Flexibilität auf.
Die Buchse 28 enthält einen der Gehäuseöffnung 20 zugeordneten und / oder benachbart angeordneten Endbereich 36, wobei über diesen Endbereich 36 eine axiale Fixierung in der Bohrung 8 und / oder dem Gehäuse 6 vorgesehen ist. Die Mittel zur Fixierung bzw. Befestigung der Buchse 8 und somit des Sitzringes 24 und / oder des genannten Endbereiches 36 sind in einem vorgegebenen Abstand 38 zur Gehäuseöffnung 20 vorgesehen. Dieser Abstand 38 ist erfindungsgemäß wesentlich kleiner als die Gehäusetiefe 18 und / oder die Buchsenlänge 32. Die Befestigungsmittel der Buchse 38 in der Bohrung 8 sind in bevorzugter Weise als Punktschweißung 40 ausgebildet. Der Endbereich 36 der Buchse 28
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ist in bevorzugter Weise als ein ringförmiger Steg ausgebildet und / oder besitzt eine radiale Breite 42. Der Endbereich bzw. der Steg 36 ist in vorteilhafter Weise als Anschweißsteg ausgebildet. Die radiale Breite 42 wird in Abhängigkeit der Mediumsensibilität gegenüber der Temperatur und der Verweilzeit vorgegeben, und zwar je sensibler das Medium desto dünner. Die Stegbreite 42 wird vorteilhaft im Bereich zwischen 0,1 bis 3 mm vorgegeben, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,3 bis 0,8 mm.
Die erfindungsgemäße Buchse 28 mit dem integrierten Sitzring 24 bildet einen flexiblen Sitz für den Kolben 4, welcher mit einer Sitzfläche 48 an einer dritten Dichtfläche 44 des Sitzringes 24 zur Anlage bringbar ist. Die dritte Dichtfläche 44 ist zu einer zur Längsachse 2 orthogonalen Radialebene in einem Winkel 46 geneigt angeordnet. Die dritte Dichtfläche 44 des Sitzringes 24 ist aufgrund der erfindungsgemäß kleinen Sitzringlänge 34 in einfacher Weise zu bearbeiten, wodurch eine günstige Fertigung mit geringem Aufwand ermöglicht wird. Die dritte Dichtfläche 24 dient nicht nur zur Abdichtung im geschlossenen Zustand des Ventils, sondern dient gleichermaßen zur Mediumführung. In bevorzugter Weise wird für sensible Medien, welche durch Temperatur und Zeit zum Abbauen neigen, eine besonders flache Neigung bzw. ein geringer Neigungswinkel 46 vorgegeben. So wird in vorteilhafter Weise der Neigungswinkel 46 für sensible Medien, wobei hier nur beispielshaft auf Polymere verwiesen sei, bis maximal 60° vorgegeben, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 40°. Ferner wird erfindungsgemäß die Bearbeitungsqualität Ra der dritten Dichtfläche 44 zweckmäßig im Bereich von 0,025 bis 0,4 &mgr;&iacgr;&tgr;&igr; vorgegeben, bevorzugt näherungsweise bei 0,05 &mgr;&eegr;&tgr;&igr;. Die erfindungsgemäße Flexibilität der Buchse 28 und / oder des Sitzringes 24 wird primär durch dessen Federelastizität vorgegeben. Darüber hinaus ist aber von besonderer Bedeutung, daß aufgrund der vergleichsweise großen Buchsenlänge 28 und / oder der Fixierung, insbesondere mittels der Punktschweißung 40 in einem erheblichen Abstand zur dritten Dichtfläche 44 im geschlossen Zustand des Ventils über den Kolben 4 über die dritte Dichtfläche 44 auf den Sitzring 24 zwischen dessen zweiter Dichtfläche 26 und der ersten Dichtfläche 12 des Gehäuses 6 eine Dichtkraft wirksam ist. Infolge dieser nur bei geschlossenem Kolben 4 erzeugten Dichtkraft wird in Kombination mit der flexiblen Ausbildung der Buchse 28 und / oder des Sitzringes 24 die zweite Dichtfläche 26 des Sitzringes 24 gegen die erste Dichtfläche 12 der Bohrung 8 bzw. des Gehäuses 6 gepreßt, so daß auch in diesem Bereich eine funktionssichere Abdichtung gewährleistet ist und selbst geringste Leckagen vermieden werden, welche ansonsten zwischen der Buchse 28 mit dem integrierten Sitzring 24 und der Bohrung 8 entstehen könnten. Infolge der Flexibilität des Sitzringes 24 und / oder der Buchse 28 wird die Kraft des Kolbens 4 von dessen Sitzfläche 48 auf die dritte Dichtfläche 44 über den Sitzring 24 und dessen zweite Dichtfläche 26 auf die erste Dichtfläche 12 des Gehäuses 6 funktionssicher übertragen.
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Axial an die dritte Dichtfläche 44 in Richtung zum Endbereich 36 anschließend enthält die Buchse 28 innen eine zylindrische Kolbenführung 50, deren Innendurchmesser 52 auf den Außendurchmesser 54 des Kolbens 4 abgestimmt ist, und zwar unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen gleich oder größer als der Kolbendurchmesser 54. Die zylindrische Kolbenführung 50 nimmt mit ihrer Länge 56 und Toleranz zum Kolben Einfluß auf die Regelcharakteristik des in bevorzugter Weise als Regelventil ausgebildeten Ventils und führt den Kolben 4 in definierter Weise zu dem Sitzring 24 bzw. dessen dritter Dichtfläche 44. Je exakter die Führung des Kolbens mittels der Kolbenführung 50 ausgebildet ist, desto enger kann die Toleranz im Bereich der Kolbenführung 10 des Kolbens 4 bezüglich des Gehäuses 6 vorgegeben werden, und / oder desto besser ist die Abdichtung zwischen der dritten Dichtfläche 44 und der Sitzfläche 48 des Kolbens 4. Die erfindungsgemäß in die Buchse 28 integrierte zylindrische Kolbenführung 50 besitzt die axiale Länge 56, welche in Abhängigkeit vom Kolbendurchmesser 54 in bevorzugter Weise im Bereich zwischen 5 bis 15 mm vorgegeben ist, bevorzugt zwischen 8 bis 12 mm. Des weiteren wird in zweckmäßiger Weise das radiale Spiel zwischen der Kolbenführung 50 und der Außenfläche des Kolbens 4 im Bereich zwischen 0,1 bis 2 mm vorgegeben, bevorzugt zumindest näherungsweise 0,5 mm.
Ferner enthält die erfindungsgemäße Buchse 28 im Anschluß an die Kolbenführung 50 in Richtung zum Endbereich 36 eine sich zum Endbereich 36 erweiternde Innenfläche 58, mittels welcher die Regelcharakteristik des erfindungsgemäßen Regelventils beim Öffnen und Schließen vorgebbar ist. Die erhebliche axiale Länge der Innenfläche 58 ermöglicht es, das Ventil langsam zu öffnen und somit Einfluß auf die Regelcharakteristik zu nehmen. In vorteilhafter Weise ist die Innenfläche 58 zumindest näherungsweise konisch und / oder als Auslaufkonus ausgebildet. Die axiale Länge der bevorzugt konischen Innenfläche 58 sowie der Öffnungswinkel sind entsprechend den Erfordernissen und / oder der gewünschten Regelcharakteristik vorgegeben.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf das Ventil, und zwar gemäß Fig. 1 von oben, wobei hier die Punktschweißungen 40 zur Fixierung der Buchse über den Anschweißsteg 36 im Gehäuse 6 erfindungsgemäß vorgesehen sind. Wie in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, wird nämlich beim Öffnen des Ventils die Abdichtung zwischen der ersten Dichtfläche 12 und der zweiten Dichtfläche 26 undicht, so daß in diesen Bereich Medium eintreten und durch den, insbesondere aufgrund von Toleranzen vorhandenen Ringspalt zwischen der Außenfläche 30 der Buchse 28 und der Innenfläche 14 der Bohrung 8 abfließen kann. Hierdurch ist die Buchse 28 druckentlastet und knickkraftfrei. Über den Umfang betrachtet, ist die gesamte verschweißte Fläche der gemäß Fig. 2 vier Punktschweißungen 40 abhängig vom Durch-
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messer des Ventils, dem Innendruck sowie der Festigkeit der verwendeten Werkstoffe. Die verschweißte Gesamtfläche aller Punktschweißungen 40 liegt erfindungsgemäß zwischen 20 und 80 % der Umfangs, vorzugsweise bei näherungsweise 50 %. Hierdurch wird ein Staudruck vermieden, welcher Knickkraft erzeugen könnte, infolge welcher die Schweißung ermüden oder gar die Buchse 28 selbst einknicken könnte.
Fig. 3 zeigt einen axialen Schnitt durch ein besonderes Ausführungsbeispiel des Ventils, dessen Buchse 28 und / oder Sitzring 24 eine radial außenliegende, bevorzugt ringförmige Ausnehmung 60 enthält. Diese Ausnehmung 60, welche als Umfangsnut, Freistich, Schlitz oder dergleichen ausgebildet ist, ergibt in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Flexibilität. Im Rahmen der Erfindung können auch mehrere derartige Ausnehmungen in geeigneter Weise axial beabstandet zueinander zur Erhöhung der Flexibilität vorgesehen sein. Infolge der Erhöhung der Flexibilität der Buchse 28 und / oder des Sitzrings 24 kann in bevorzugter Weise die über die Sitzfläche 48 des Kolbens 4 eingeleitete und über die dritte Dichtfläche 44 auf die erste Gehäusedichtfläche 12 einwirkende Anpresskraft erhöht werden, wodurch insgesamt die Abdichtung im geschlossenen Zustand des Ventils erheblich verbessert wird. Des weiteren weist in bevorzugter Weise der Sitzring 24 an seinem der Gehäusedichtfläche 12 zugewandten unteren Ende einen bevorzugt radial außenliegenden Freistich 62 auf. Infolge des Freistiches 62 wird in vorteilhafterweise die Flächenpressung im Dichtbereich zwischen der Gehäusedichtfläche 12 und der zweiten Dichtfläche 26 des Sitzringes 24 erhöht. Die Fertigung der ersten Gehäusedichtfläche 12 wird somit vereinfacht, wodurch eine erhebliche Kostenreduzierung erreicht wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Buchse 28 mittels Punktschweißung 40 mit dem Gehäuse 6 verbunden.
Schließlich zeigt Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, dergemäß die zweite Dichtfläche 26 des Sitzringes 24 einen Dichtring 64 enthält. Der Dichtring 64 ist in bevorzugter Weise als ein Metall-0-Ring ausgebildet. Des weiteren kann im Rahmen der Erfindung die zweite Dichtfläche 26 ballig oder doppelkonisch ausgebildet sein, wodurch in vorteilhafter Weise die Flächenpressung zwischen dem Dichtring und dem Gehäuse bzw. der Gehäusedichtfläche 6 erhöht und infolgedessen die Dichtheit wesentlich verbessert wird.
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Bezugszeichen
2 Längsache
4 Kolben
6 Gehäuse
8 Ausnehmung / Bohrung
10 Kolbendurchführung
12 erste Dichtfläche von 6
14 Innenfläche von 8
16 Durchmesser von 8
18 axiale Länge von 8
20 Gehäuseöffnung
22 strichpunktierte Linie
24 Sitzring
26 zweite Dichtfläche von 24
27 axiale Länge von 24
28 Buchse
30 Außenfläche von 28
32 axiale Länge von 28
34 axiale Länge von 24
36 Endbereich / Steg von 28
38 Abstand zwischen 20 und 36
40 Punktschweißung
42 radiale Breite von 36
44 dritte Dichtfläche von 24
46 Neigungswinkel von 44
48 Sitzfläche von 4
50 Kolbenführung
52 Innendurchmesser von 50
54 Kolbendurchmesser
56 axiale Länge von 50
58 Innenfläche / Auslaufkonus
60 Ausnehmung
62 Freistich
64 Dichtring
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Claims (9)

1. Ventil, insbesondere Regelventil, enthaltend ein Gehäuse (6) und einen in einer Ausnehmung oder Bohrung (8) in Richtung einer Längsachse (2) bewegbaren Kolben (4) mit einer Sitzfläche (48), welche an einem dem Gehäuse (6) zugeordneten Sitzring (24) dichtend zur Anlage bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) und / oder die Ausnehmung (8) eine erste Dichtfläche (12) enthalten, an welcher der Sitzring (24) über eine zweite Dichtfläche (26) dichtend zur Anlage bringbar ist, daß der Sitzring (24) über einen der Gehäuseöffnung (20) zugewandten Endbereich (36) mit dem Gehäuse (6) verbunden ist, und daß der Sitzring (24) eine Flexibilität derart aufweist, daß in der geschlossenen Position mittels des Kolbens (4) die zweite Dichtfläche (26) dichtend an die erste Dichtfläche (12) des Gehäuses (6) gepresst wird.
2. Ventil, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzring (24) Bestandteil einer in der Ausnehmung oder Bohrung (8) des Gehäuses (6) angeordneten Buchse (28) ist, und/oder daß die axiale Länge (32) der Buchse (28) wesentlich größer ist als die axiale Länge (34) des Sitzringes (24).
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (36), insbesondere der Buchse (28) als ein Steg ausgebildet ist, und / oder daß der Endbereich (36) eine geringe radiale Breite (42) aufweist, und / oder daß der Endbereich (36) als ein Anschweißsteg ausgebildet ist, wobei mittels Punktschweißung (40) die Verbindung mit dem Gehäuse (6) und / oder der Innenfläche (14) der Ausnehmung oder Bohrung (8) hergestellt ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Punktschweißen verschweißte Fläche des Endbereiches (36) zwischen 20 und 80% des gesamten Umganges liegt, insbesondere bei näherungsweise 50%.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (36) zur Gehäuseöffnung (20) in einem Abstand (38) angeordnet ist, welcher wesentlich kleiner ist als die axiale Länge (18) der Ausnehmung oder Bohrung (8).
6. Ventil, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (28) eine bevorzugt zylindrische Kolbenführung (50) aufweist, und 1 oder daß die Kolbenführung (50) axial anschließend an den Sitzring (24) bzw. dessen dritte Dichtfläche (44) in Richtung zum Endbereich (36) angeordnet ist, wobei der Kolben (4) mit seiner Außenfläche in der Kolbenführung (50) geführt ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (28) eine zum Endbereich (36) sich öffnende Innenfläche (58) aufweist, welche insbesondere konisch ausgebildet ist, und / oder daß die Innenfläche (58) axial anschließend an die Kolbenführung (50) in Richtung zum Endbereich (36) vorgesehen ist.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzring (24) und I oder die Buchse (28) in ihrer Außenfläche wenigstens eine Ausnehmung (60) enthalten, und I oder daß die wenigstens eine Ausnehmung (60) ringförmig ausgebildet ist, und/oder daß die wenigstens eine Ausnehmung (60) als eine Ringnut, als ein Freistich oder als ein Schlitz ausgebildet ist.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtfläche (26) des Sitzrings (24) einen bevorzugt radial außenliegenden Freistich (62) und/Öder einen Dichtring (64) enthält, welcher insbesondere als ein Metall-O-Ring ausgebildet ist, und / oder daß die zweite Dichtfläche (26) ballig oder doppelkonisch ausgebildet ist.
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CN104948746A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 株式会社东芝 蒸气阀

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