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Die Erfindung betrifft eine Fluidkanaltrennvorrichtung zur Unterteilung eines durchgehenden Fluidkanals in zwei aneinander angrenzende, voneinander getrennte Kanalabschnitte, mit zwei miteinander verschraubbaren, axial versetzten Gehäuseteilen und einem radial außenliegenden Dichtring, der zwischen den Gehäuseteilen gequetscht wird und dabei radial über diese Gehäuseteile hinaussteht, zur Abdichtung gegenüber einer Kanalwand.
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Ventilbaugruppen haben zur einfacheren Versorgung mehrerer in diesen Ventilbaugruppen vorgesehener Ventile oftmals ein gemeinsames Ventilbauteil mit einem Fluidkanal, über den die Ventile mit Fluid versorgt werden. Von dem durchgehenden Fluidkanal im üblicherweise einstückigen Ventilbauteil zweigen Querkanäle ab, die zu oder von den einzelnen Ventilen hin bzw. weg führen. Um einzelne Ventile separat mit Fluid zu versorgen oder von den Ventilen kommendes Fluid separat wegzuführen ist es bekannt, im Fluidkanal zwischen Querkanälen eine Fluidkanaltrennvorrichtung einzusetzen, die zerstörungsfrei lösbar im Fluidkanal sitzt, also modular ein- und ausgebaut werden kann.
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Im Stand der Technik ist es nötig, dass die Fluidkanaltrennvorrichtungen von beiden axialen Seiten aus mit einem Werkzeug gehalten werden, weil durch das Verschrauben eines der Gehäuseteile die Gehäuseteile gemeinsam verdreht werden. Darüber hinaus ist auch die axiale Positionierung im Fluidkanal sehr wichtig. Hier wird mit einem weiteren Werkzeug gearbeitet, das von einer Seite eingesteckt wird und dann als temporärer Anschlag dient. Von der anderen Seite wird dann üblicherweise mit einem Schraubendreher eine Verbindungsschraube zwischen den Gehäuseteilen angezogen.
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Ferner gibt es Stand der Technik, bei dem ein Haltestift über eine eigene Querbohrung im Ventilbauteil radial in den Fluidkanalabschnitt gesteckt wird und dabei in ein Gehäuseteil eindringt, um dieses zu positionieren. Diese zusätzlichen Bohrungen erhöhen die Kosten für die entsprechende Ventilbaugruppe.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu montierende und zu demontierende und kostengünstige Fluidkanaltrennvorrichtung und eine damit ausgestattete Ventilbaugruppe zu schaffen, bei denen es möglich ist, auch mehrere Fluidkanaltrennvorrichtungen hintereinander im selben Fluidkanal zu platzieren. Dieses Platzieren der Fluidkanaltrennvorrichtungen hintereinander ist bei vielen Lösungen nicht möglich, da diese, wie gesagt, für ihre Montage einen Zugriff von beiden axialen Seiten aus mittels Werkzeugen erfordern.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird durch eine Fluidkanaltrennvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der ein quer zur Längsachse der Gehäuseteile, und zwar zu derjenigen Längsachse, in deren Richtung die Gehäuseteile zueinander verschraubt sind, ein seitlich relativ zu den Gehäuseteilen vorstehendes Positionierelement vorhanden ist, welches seitlich in eines der Gehäuseteile so eingreift, dass es die Fluidkanaltrennvorrichtung axial und umfangsmäßig haltert.
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Während im Stand der Technik die mit einem seitlichen Positionierelement arbeitenden Fluidkanaltrennvorrichtungen stets einstückige Pfropfen mit einem Dichtring waren, sieht die Erfindung eine Verschraubung von Gehäuseteilen vor, um den Dichtring definiert zu quetschen und damit die Dichtwirkung zu erhöhen. Die axiale und die Umfangssicherung, die ein Verschrauben von einer Seite erlaubt, ohne dass auf der entgegengesetzten Seite ein Werkzeug angreifen müsste, wird durch das seitlich eingesteckte Positionierelement ermöglicht, welches im Ventilbauteil sitzt und zudem aber formschlüssig in eines der Gehäuseteile eingreift.
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Die Erfindung wird insbesondere bei Fluidkanälen eingesetzt, die einen kreisförmigen Querschnitt haben. Das bedeutet, auch die Gehäuseteile sind am Außenumfang kreisförmig und würden sich ohne das Positionierelement im Fluidkanal drehen, wenn die Positionierelemente miteinander verschraubt werden.
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Das Positionierelement ist vorzugsweise ein Hohlkörper mit einer durchgehenden Öffnung. Dieser Hohlkörper greift an einem axialen Endabschnitt eines der Gehäuseteile an und ist so mit dem Gehäuseteil gekoppelt, dass die Öffnung vor dem Gehäuseteil ausmündet. Es ist damit möglich, den Querkanal, in den das Positionierelement hineinragt, offen zu halten und weiterhin funktionell zu nutzen.
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Das Positionierelement wird in einen Querkanal einer Ventilbaugruppe eingesetzt, der zu oder von einem Ventil hin- bzw. wegführt. Das heißt, dass ein vorhandener Querkanal, welcher der Fluidzu- bzw. abfuhr dient, gleichzeitig auch für das Einsetzen des Positionierelements genutzt wird.
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Eine einfache Lösung, das Positionierelement herzustellen, ist die Verwendung einer Hülse.
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Das Gehäuseteil, an welchem das Positionierelement formschlüssig angreift, hat vorzugsweise eine seitliche Ausnehmung.
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Diese Ausnehmung besitzt z. B. eine der Form eines Hülsenabschnitts angepasste Geometrie, um möglichst wenig oder überhaupt kein Spiel in axialer und/oder Umfangsrichtung zwischen dem Positionierelement und dem zugeordneten Gehäuseteil zu erlauben.
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In diesem Zusammenhang kann der Formschluss zwischen dem Positionierelement und dem zugeordneten Gehäuseteil so ausgeführt sein, dass sogar ein Verdrehen des Gehäuseteils verhindert ist, an welchem das Positionierelement angreift.
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Der Hohlkörper kann zu wenigstens 25 % seiner Innenquerschnittsbreite in Axialrichtung gegenüber den mit ihm verriegelten Gehäuseteil vorstehen. Das heißt, wenn in die Richtung der Mittelachse der Öffnung im Hohlkörper geblickt wird, wird die Innenquerschnittsbreite in Längsrichtung durch den Hohlkörper zu maximal 75 % abgedeckt, sodass wenigstens 25 % zur Bildung eines Ausström- oder Einströmquerschnitts in dem Positionierelement verbleiben. Bei dem im Stand der Technik vorgesehenen Positionierstiften, die allesamt aus Vollmaterial waren, waren die Positionierstifte stets komplett zwischen den axialen Enden der Einheit aus den beiden Gehäuseteilen positioniert und ragten nicht teilweise axial über diese hinaus. Die Mittelachse ist üblicherweise die Längsachse der Gehäuseteile.
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Um einen verbesserten Fluidfluss am Übergang vom Fluidkanal zum Querkanal in und aus dem Positionierelement zu erlauben, kann das vordere Ende des axialen Endabschnitts desjenigen Gehäuseteils, an dem das Positionierelement angreift, nach vorne im Bereich des Positionierelements abgeschrägt sein. Die Abschrägung kann sich in das Innere des Hohlkörpers hineinerstrecken und/oder auch außerhalb des Hohlkörpers vorhanden sein. Damit wird auch im Bereich der Mündung des Inneren des Hülsenabschnitts zum Fluidkanal ein vergrößerter Strömungsquerschnitt erreicht.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei der erfindungsgemäßen Fluidkanaltrennvorrichtung die Hülse über maximal ein Drittel der radialen Querschnittsbreite des Kanals in diesen radial hineinragt. Zur optimalen Positionierung muss folglich die Hülse nicht weit in den Kanal hineinragen.
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Das Gehäuseteil, an dem das Positionierelement angreift, kann einen axialen Fortsatz mit einer reduzierten Querschnittsfläche besitzen, wobei die Querschnittsfläche rechtwinklig zur Längsachse bezogen ist und der Fortsatz seitlich ins Innere des Positionierelements ragt. Durch den axialen Fortsatz steht das Gehäuseteil noch weniger in den Strömungsweg und behindert die Strömung kaum.
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Ein an den Fortsatz angrenzender Abschnitt des Gehäuseteils kann eine Ausnehmung haben, in die ein Hülsenabschnitt ragt, insbesondere wobei diese Ausnehmung als seitlicher Schlitz ausgebildet ist. Der Schlitz kann, in Seitenansicht und im rechten Winkel zur Längsachse gesehen, rechtwinklig zur Längsachse, jedoch von dieser beabstandet verlaufen.
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Der Fortsatz kann darüber hinaus einen seitlichen Dorn haben, der vom restlichen Fortsatz absteht und der in die Hülse ragt, um diese zu sichern.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Ventilbaugruppe mit einem durchgehenden Ventilkanal und mehreren seitlich vom Fluidkanal abzweigenden Querkanälen und zumindest einer erfindungsgemäßen Fluidkanaltrennvorrichtung. Das Positionierelement ragt dabei in einen Querkanal.
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Vorzugsweise, dies wurde zuvor bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fluidkanaltrennvorrichtung diskutiert, ist das Positionierelement ein Hohlkörper, sodass der Querkanal, in dem das Positionierelement steckt, weiterhin offen ist. Der Querkanal bildet somit einen Fluidströmungskanal aus.
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Die erfindungsgemäße Ventilbaugruppe umfasst gemäß einer Variante der Erfindung ein Ventilbauteil, insbesondere ein einstückiges Ventilbauteil, in dem der Fluidkanal und die mehreren Querkanäle ausgebildet sind. Das Positionierelement endet innerhalb des Ventilbauteils, steht also nicht aus diesem heraus.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine Querschnittsansicht durch einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe, und
- - 2 eine Explosionsansicht der in 1 zu sehenden erfindungsgemäßen Fluidkanaltrennvorrichtung.
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In 1 ist ein Abschnitt einer Ventilbaugruppe 10 dargestellt, mit einem z.B. einstückigen Ventilbauteil 12, das von einem durchgehenden, vorzugsweise komplett linear verlaufenden Fluidkanal 14 durchzogen ist. Die Längsachse A des Fluidkanals ist vorzugsweise deshalb linear. Alternativ hierzu können auch mehrere Ventilbauteile nebeneinander gesetzt werden, die fluchtende Abschnitte des Fluidkanals haben, so dass sich der durchgehende Fluidkanal aus diesen Abschnitten zusammensetzt.
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Vom Fluidkanal 14 zweigen mehrere voneinander beabstandete und hintereinander liegende Querkanäle 16 ab, die bis an eine Außenseite 18 des Ventilbauteils 12 verlaufen. An der Außenseite 18 sind dann einzelne Ventile oder Ventilbaugruppen befestigt. Fluid kann somit über den Fluidkanal 14 und den einen oder den anderen Querkanal 16 zu diesen Ventilen oder Ventilbaugruppen strömen oder auch zurück über einen oder mehrere Querkanäle 16 in den Fluidkanal 14.
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Um Kanalabschnitte im Fluidkanal 14 voneinander strömungsmäßig und druckmäßig zu trennen, ist eine modulare Fluidkanaltrennvorrichtung 20 in den Fluidkanal 14 lösbar eingesetzt und darin fixiert.
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Die Fluidkanaltrennvorrichtung 20 umfasst ein erstes Gehäuseteil 22 und ein zweites Gehäuseteil 24, die beide einen Außenquerschnitt besitzen, welcher im Wesentlichen dem Querschnitt des Fluidkanals 14 angepasst ist und nur minimal kleiner ist. Die Längsachse A ist auch die Längsachse der Gehäuseteile 22, 24 und einer Schraube 30.
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Das erste Gehäuseteil 22 hat einen Ausrichtfortsatz 26, der am Außenumfang vorzugsweise zylindrisch ist und in einer komplementären Vertiefung 29 im axial versetzten zweiten Gehäuseteil 24 aufgenommen ist, um die beiden Gehäuseteile 22, 24 in ihrer Axiallage festzulegen und auch zueinander zu zentrieren.
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Zwischen den Gehäuseteilen 22, 24 entsteht eine Umfangsnut 27, in der ein Dichtring 28 aufgenommen ist. Der Dichtring 28 wird in der Umfangsnut 27 gequetscht und nach außen gedrückt, sodass er gegen die Innenseite der Kanalwand des Fluidkanals 14 drückt und hier abdichtet.
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Die Gehäuseteile 22, 24 werden durch eine Schraube 30, welche insbesondere zur Längsachse A ausgerichtet ist, miteinander verschraubt.
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Um die Axiallage der Gehäuseteile 22, 24 festzulegen und um beim Verschrauben ein Mitdrehen des Gehäuseteils 24 zu verhindern, ist ein Positionierelement 32 in Form einer Hülse vorgesehen.
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Die Hülse wird in den Querkanal 16 gesteckt und ragt teilweise in den Fluidkanal 14 hinein, vorzugsweise über maximal ein Drittel der radialen Querschnittsbreite, hier des Durchmessers des Fluidkanals 14.
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Die Hülse ist ein Hohlkörper mit einer durchgehenden Öffnung 34, durch die der Querkanal 16 weiterhin offen zum Fluidkanal 14 bleibt.
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Das Positionierelement 32 in Form der Hülse ist Teil der Fluidkanaltrennvorrichtung.
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Zu betonen ist, dass diese Fluidkanaltrennvorrichtung 20 jederzeit wieder zerstörungsfrei aus dem Fluidkanal 14 und dem Querkanal 16 entfernt werden kann und wo anders im Fluidkanal positioniert werden kann.
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Die Schraube 30 ist die einzige Verbindung der beiden Gehäuseteile 22, 24, sodass diese nur von einer Seite aus miteinander verschraubt werden und nur von einer Seite aus ein Werkzeug in den Fluidkanal 14 eindringen muss.
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Das Positionierelement 32 ist mit dem Gehäuseteil 24 formschlüssig verbunden, und zwar in axialer als auch in Umfangsrichtung.
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Das Positionierelement 32 greift an einen axialen Endabschnitt 36 des Gehäuseteils 24 an, welcher vom Gehäuseteil 22 weg weist.
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In diesem axialen Endabschnitt 36 weist das Positionierelement 32 eine auch in 2 zu sehende, schlitzartige seitliche Ausnehmung 38 auf, welche in Draufsicht gemäß 2 rechtwinklig und radial entfernt zur Längsachse A verläuft.
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In diese Ausnehmung 38 dringt ein Teil der Hülse, ein sogenannter Hülsenabschnitt 40 ein, um einen Formschluss zu bilden.
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Das Gehäuseteil 24 hat an seinem Endabschnitt 36, wie in 2 zu sehen ist, einen axialen Fortsatz 42 mit einer gemäß 2 reduzierten Querschnittsfläche verglichen mit dem Abschnitt vor der Ausnehmung 38, wobei diese Querschnittsfläche rechtwinklig zur Längsachse A definiert ist.
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Der Fortsatz 42 hat einen seitlich abstehenden, unmittelbar an die Ausnehmung 38 angrenzenden Dorn 46, der in die Öffnung 34 des Positionierelements 32 ragt (siehe 1).
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Der Dorn 46 bildet sozusagen das axiale Ende der Ausnehmung 38.
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In 1 ist ferner zu erkennen, dass zur Verringerung des Strömungswiderstandes des Gehäuseteils 24 dieses im Bereich seines axialen Endabschnitts 36 und im Bereich der Mündung der Öffnung 34 in den Fluidkanal 14 eine Abschrägung 50 aufweist, die der Strömungsführung dient.
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In Axialrichtung, gemäß 1, liegt das Positionierelement 32 axial versetzt zum zugeordneten Gehäuseteil 24.
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Der axiale Fortsatz 42 ist so ausgeführt, dass die Öffnung 34 eine Innenquerschnittsbreite Y (in Axialrichtung gemessen) hat und um den Wert X gegenüber dem vorderen Ende 54 des Gehäuseteils 24 vorsteht, wobei X wenigstens 25 % von Y beträgt, um eine ausreichende Strömungsführung vom Fluidkanal 14 in den Querkanal 16 und in Gegenrichtung zu ermöglichen.
