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Dokumentenidentifikation DE202007008507U1 11.10.2007
Titel Ventil
Anmelder Staiger GmbH & Co. KG, 74391 Erligheim, DE
DE-Aktenzeichen 202007008507
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 11.10.2007
Registration date 06.09.2007
Application date from patent application 19.06.2007
IPC-Hauptklasse F16K 31/02(2006.01)A, F, I, 20070619, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16K 3/02(2006.01)A, L, I, 20070619, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Ventil für gasförmige und flüssige Medien.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil der vorgenannten Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine kompakte Baueinheit mit geringer elektrischer Antriebsleistung, hohem Wirkungsgrad sowie weitgehend verschleißarmer und zuverlässiger Funktion erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer vergrößerten Seitenansicht,

2 das Ventil der 1 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht,

3 den Ventilkörper der 2 gemäß dem Schnitt A-A in Offenstellung,

4 den Ventilkörper der 2 gemäß dem Schnitt A-A in Schließstellung,

5 ein Sprengbild des Ventils der 1-4,

6 ein anderes erfindungsgemäßes Ventil ähnlich der 1,

7 das Ventil der 6 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht.

Das in den 1 bis 5 dargestellte Ventil ist für gasförmige und flüssige Medien vorgesehen und weist einen Ventilkörper 1 sowie einen Piezoaktor 2 auf, der auf dem Ventilkörper 1 angeordnet ist.

Der Ventilkörper 1 kann zwei Gehäuseteile 3, 4 aufweisen, die im Wesentlichen gleich sind und als L-förmige Gehäusewinkel ausgeführt sind. Die in der Zeichnung sich vom Piezoaktor 2 nach unten erstreckenden Schenkel 5, 6 der Gehäuseteile 3, 4 können etwas länger ausgebildet sein als die Schenkel 7, 8, die von den Schenkeln 5, 6 rechtwinklig abgebogen sind und sich seitlich in einander entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Auf diesen in der Zeichnung etwa horizontal verlaufenden Schenkeln 7, 8 der Gehäuseteile 3, 4 ist der Piezoaktor 2 befestigt.

Zwischen den zueinander parallel verlaufenden Schenkeln 5, 6 der Gehäuseteile 3, 4 ist ein Abstand gebildet, in dem ein Dichtungsrahmen 9 vorgesehen ist, in dem ein Schieber 10 gelagert ist. Der rechteckförmige Dichtungsrahmen 9 liegt mit den Außenseiten der Gehäuseteile 3, 4 bündig in einer Ebene und kann zweckmäßig aus einer dünnen Folie hergestellt sein, deren Dicke bevorzugt etwa 0,5 mm beträgt. Die Gehäuseschenkel 5, 6 liegen dicht an dem Dichtungsrahmen 9 an, so dass der Ventilkörper 1 auch bei hohem Mediumsdruck keine Leckage aufweist.

Der Dichtungsrahmen 9 begrenzt einen Ventilraum 11, in dem der Schieber 10 in Längsrichtung der Gehäuseschenkel 5, 6 verschiebbar gelagert ist. Etwa in der Mitte des Schiebers 10 befindet sich ein Durchgangsloch 12 für das Medium. Der in der Zeichnung obere Endbereich des Schiebers 10 ist als mit letzterem materialeinheitlich einstückiger Triebteil 13 ausgebildet, der dem Piezoaktor 2 so zugeordnet ist, dass letzterer den Schieber 10 unmittelbar direkt antreibt, so dass eine sehr genaue Justierung und präzise Schieberfunktion erzielt werden kann.

Der Schieber 10 und der Triebteil 13 können zweckmäßig ebenfalls aus einer dünnen Folie bestehen, deren Dicke bevorzugt 0,5 mm beträgt, so dass ein so genannter Folieschieber gegeben ist. Wie bereits erwähnt und der Zeichnung zudem zu entnehmen ist, sind der Schieber 10, der Triebteil 13 und der Dichtungsrahmen 9 vorzugsweise etwa gleich dick und befinden sich in einer gemeinsamen Ebene.

In den Schenkeln 5, 6 der Gehäuseteile 3, 4 sind Bohrungen 14, 15 ausgebildet, deren Durchmesser zweckmäßig gleich dem Durchmesser des Durchgangslochs 12 ist. Außerdem weist der Ventilkörper 1 Anschlüsse 16, 17 auf, die an den Außenseiten der Schenkel 5, 6 hermetisch dicht angeordnet sind. Dabei fluchten die im Durchmesser gleichen Durchgangsbohrungen 18, 19 der Anschlüsse 16, 17 exakt mit den Bohrungen 14, 15.

Der Piezoaktor selbst kann wahlweise als Dickenschwinger (Linearantrieb), Bimorph (Biegewandler) oder Querdehnelement ausgebildet sein. Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 ist der Piezoaktor 2 der kompakten Ventileinheit als so genannter Linearantrieb ausgeführt. Im Gegensatz dazu weist die insgesamt niedriger ausgeführte kompakte Ventileinheit der 6 und 7 einen Piezoaktor 20 auf, der als so genannter Biegewandler ausgebildet ist und den Ventilkörper 1, der zweckmäßig genauso gestaltet ist wie der Ventilkörper 1 der 1 bis 5, nach einer Seite hin überragt, wie der 7 zu entnehmen ist.

Wenn, wie in der 3 dargestellt, das Ventil durch den Direktantrieb des Piezoaktors 2, 20 geöffnet ist, befindet sich der Schieber 10 in einer solchen Position, dass das Durchgangsloch 12 mit den Bohrungen 14, 15 und den Durchgangsbohrungen 18, 19 koaxial fluchtet und der Mediumsfluss also freigegeben ist. Bei geschlossenem Ventil ist, wie die 4 zeigt, der Schieber 10 in dem Ventilraum 11 über den Direktantrieb des Piezoaktors 2, 20 nach oben hin verschoben, wobei sich das Durchgangsloch 12 in einer Ebene über den Anschlüssen 16, 17 befindet, so dass letztere durch den Schieber 10 gesperrt sind und der Durchfluss des Mediums verhindert ist. Das Öffnen und Schließen des Ventils erfolgt sanft und weitgehend stoßfrei, weil durch das Verlagern des Schiebers 10 über den Piezoaktor 2, 20 keine abrupte, sondern eine im Wesentlichen kontinuierliche Querschnittsveränderng des Mediumsdurchflusses im Ventilkörper 1 erreicht wird.


Anspruch[de]
Ventil für gasförmige und flüssige Medien, umfassend einen Ventilkörper (1) mit mindestens zwei Anschlüssen (16, 17) für die Zu- und Ableitung des Mediums und einen in dem Ventilkörper (1) gelagerten Schieber (10), der zum Sperren und Freigeben des Mediumsflusses quer zu dessen Fließrichtung mittels eines piezoelektrischen Aktors (2) in dem Ventilkörper (1) verlagerbar ist. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (2) an dem Ventilkörper (1) angeordnet ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (1) zwei Gehäuseteile (3, 4) aufweist, an denen der Piezoaktor (2) befestigt ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (3, 4) des Ventilkörpers (1) als L-förmige Gehäusewinkel ausgebildet sind, dass die Anschlüsse (16, 17) an den einander zugewandten parallelen Schenkeln (5, 6) der Gehäusewinkel angeordnet sind, zwischen denen der Schieber (10) gelagert ist, und dass der Piezoaktor (2) an den von dem Schieber (10) in entgegengesetzten Richtungen abstrebenden Schenkeln (7, 8) der Gehäusewinkel angeordnet ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Schieber (10) zugeordnete Piezoaktor (2) wahlweise als Dickenschwinger, Querdehnelement oder Bimorph ausgeführt ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (2) als unmittelbar auf den Schieber (10) wirkender Direktantrieb ausgeführt ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) als aus einer dünnen Folie hergestellter Folienschieber ausgebildet ist. Ventil nach einem der vorstehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) einen dem Piezoaktor (2) zugeordneten Triebteil (13) aufweist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) und der Triebteil (13) materialeinheitlich einstückig sind. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) und der Triebteil (13) gleich dick sind. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen (3, 4) des Ventilkörpers (1) ein Dichtungsrahmen (9) angeordnet ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsrahmen (9), der Schieber (10) und der Triebteil (13) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsrahmen (9) einen Ventilraum (11) begrenzt, in dem der Schieber (10) gelagert ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Schiebers (10) und des Triebteils (13) annähernd gleich der Dicke des Dichtungsrahmens (9) ist. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsrahmen (9) aus einer Folie hergestellt ist.






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