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Dokumentenidentifikation DE202007012769U1 13.12.2007
Titel Servomembranventil
Anmelder Bürkert Werke GmbH & Co. KG, 74653 Ingelfingen, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 80335 München
DE-Aktenzeichen 202007012769
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 13.12.2007
Registration date 08.11.2007
Application date from patent application 12.09.2007
IPC-Hauptklasse F16K 31/385(2006.01)A, F, I, 20070912, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Servomembranventil mit einem Gehäuse, einer Ventilmembran und einer Drosselbohrung.

Solche Servomembranventile sind allgemein bekannt. Ein Beispiel findet sich in der EP 0 047 790 A1. Die Drosselbohrung dient dazu, den auf der Druckseite des Servomembranventils anliegenden Druck auch auf die vom Ventilsitz abgewandte Seite der Ventilmembran einwirken zu lassen, wenn ein Vorsteuerventilsitz geschlossen ist, um auf diese Weise die Ventilmembran fest gegen den Ventilsitz zu drücken und das Ventil geschlossen zu halten.

Bei den bekannten Servomembranventilen erstreckt sich die Drosselbohrung durch die Ventilmembran. Dies führt zu einer Schwächung der Ventilmembran, so daß die Gefahr einer Rißbildung im Bereich der Drosselbohrung besteht. Weiterhin besteht das Risiko, daß Schmutzpartikel, die in dem durch das Servomembranventil geleiteten Fluid vorhanden sind, die Drosselbohrung verstopfen, was zu einer Beeinträchtigung der Funktion des Ventils oder gar zu einem Ausfall führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung beseht darin, ein Servomembranventil dahingehend weiterzubilden, daß das Risiko einer Rißbildung in der Membran beseitigt ist. Weiterhin ist es das Ziel, das Risiko eines Verstopfens der Drosselbohrung zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Servomembranventil der eingangs genannten Art ein Ventilmembran-Stützring vorgesehen, der die Drosselbohrung aufweist. Die Ventilmembran kann daher ohne Durchbruch und die damit einhergehende Schwächung ausgeführt werden, was zu einer größeren Lebensdauer führt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Stützring einen Flansch aufweist, der mit einer Auflagefläche versehen ist, die am Gehäuse anliegt, und daß die Auflagefläche mit mehreren kleinen Filterrillen versehen ist. Auf diese Weise wird stromaufwärts der Drosselbohrung ein Filter gebildet, der Schmutzpartikel zurückhält. Der Querschnitt der Filterrillen ist dabei vorzugsweise deutlich kleiner als der Querschnitt der Drosselbohrung, so daß eventuelle Schmutzpartikel, die die Filterrillen durchquert haben, die Drosselbohrung nicht verstopfen können. Da eine Vielzahl von Filterrillen vorgesehen sind, führt das Verstopfen einer Filterrille oder auch einiger weniger Filterrillen zu keiner Beeinträchtigung der Funktion des Servomembranventils, da die verbleibenden Filterrillen einen ausreichenden Strömungsquerschnitt bieten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

1 einen Schnitt durch ein Servomembranventil, wobei der Ventilantrieb nicht dargestellt ist;

2 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt II von 1; und

3 den beim Servomembranventil von 1 verwendeten Stützring in einer Unteransicht.

In 1 ist ein Servomembranventil 10 gezeigt, das ein Gehäuse 12 mit einem Druckanschluß P und einem Ausgang A aufweist. Im Gehäuse ist ein Ventilsitz 14 gebildet, mit dem eine Ventilmembran 16 zusammenwirken kann. Die Ventilmembran ist im weitesten Sinne ringförmig und an ihrem radial inneren Ende in einem Membranhalter 18 aufgenommen.

Im Membranhalter 18 ist eine Vorsteueröffnung 20 ausgebildet, die sich mittig durch ihn hindurch erstreckt. Das strömungstechnisch vom Ausgang A abgewandte Ende der Vorsteueröffnung 20 bildet einen Vorsteuerventilsitz 22, mit dem ein Vorsteuerventilelement 24 zusammenwirkt. Dieses wird von einem (nicht dargestellten) Stellantrieb betätigt. Der Membranhalter 18 und das Vorsteuerventilelement 24 sind durch eine Feder 25 miteinander gekoppelt.

Das radial äußere Ende der Ventilmembran 16 ist in einem Ventilmembran-Stützring 30 (siehe insbesondere 2) aufgenommen und wird dort mittels eines Führungsrings 32 geklemmt gehalten. Der Stützring 30 hat eine rohrförmige Gestalt und ist an seinem der Ventilmembran 16 zugeordneten Ende mit einem Flansch 34 versehen, der eine Auflagefläche 35 aufweist, die an einer Schulter 36 des Gehäuses 12 anliegt. Die an der Schulter anliegende Fläche des Flansches 34 ist mit einer Vielzahl von Filterrillen 38 versehen, die in radialer Richtung verlaufen (siehe auch 3).

Im Abstand vom Flansch 34 ist der Stützring 30 mit einer Drosselbohrung 40 versehen, die sich quer durch die Wandung des Stützrings hindurch erstreckt. Gegenüber der Drosselbohrung 40 ist im Führungsring 32 eine Durchgangsöffnung 42 angeordnet. Der Querschnitt der Drosselbohrung 40 ist deutlich größer als der Querschnitt einer einzelnen Filterrille 38, wobei der Gesamtquerschnitt der Filterrillen 38 größer ist als der Querschnitt der Drosselbohrung 40. Es können auch mehr als eine Durchgangsöffnung verwendet werden, und die Durchgangsöffnung(en) muß/müssen nicht gegenüber der Drosselbohrung liegen.

Das beschriebene Servomembranventil funktioniert in der folgenden Weise: Wenn der Vorsteuerventilsitz 22 geschlossen ist und am Druckanschluß P ein unter Druck stehendes Fluid anliegt, breitet sich das Fluid durch einen den Ventilsitz 14 umgebenden Ringraum 44, die Filterrillen 38, einen den Stützring 30 umgebenden Ringraum 46, die Drosselbohrung 40 und die Durchgangsöffnung 42 bis auf die „Rückseite" der Ventilmembran 16 aus. Der dann dort wirkende Druck drückt die Ventilmembran und den Membranhalter gegen den Ventilsitz 14, so daß das Ventil geschlossen ist.

Wenn das Ventil geöffnet werden soll, wird das Vorsteuerventilelement 24 vom Vorsteuerventilsitz 22 angehoben, so daß der Druck auf der Rückseite der Ventilmembran 16 zum Ausgang A abgelassen wird. Dadurch verringert sich die auf die Ventilmembran 16 und den Membranhalter 18 wirkende Kraft, so daß die Ventilmembran 16 vom Ventilsitz 14 abhebt. Das Ventil ist dann geöffnet.

Um das Ventil wieder zu schließen, wird der Vorsteuerventilsitz wieder geschlossen, so daß das unter Druck stehende Fluid wieder auf der Rückseite der Ventilmembran 16 aufgestaut wird und sich die Ventilmembran 16 wieder auf den Ventilsitz 14 auflegt.

Der besondere Vorteil des beschriebenen Servomembranventils besteht darin, daß die Drosselbohrung 40 sich nicht durch die Ventilmembran 16 erstreckt, so daß diese durchgehend und ohne Schwächung ausgeführt werden kann. Dies erhöht die Lebensdauer. Ferner verhindern die Filterrillen 38, die sich stromaufwärts der Drosselbohrung 40 befinden, daß eventuell im Fluid vorhandene Schmutzpartikel die Drosselbohrung 40 verstopfen; diese Schmutzpartikel bleiben am Eingang der Filterrillen 38 hängen.


Anspruch[de]
Servomembranventil mit einem Gehäuse (12), einer Ventilmembran (16) und einer Drosselbohrung (40), dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilmembran-Stützring (30) vorgesehen ist, der die Drosselbohrung (40) aufweist. Servomembranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (30) allgemein rohrförmig ist und einen Flansch (34) aufweist. Servomembranventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (34) mit einer Auflagefläche versehen ist, die am Gehäuse (12) anliegt, und daß die Auflagefläche mit mehreren kleinen Filterrillen (38) versehen ist. Servomembranventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterrillen (38) in radialer Richtung verlaufen. Servomembranventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß radial innerhalb des Stützrings (30) ein Membranhalter (18) angeordnet ist. Servomembranventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranhalter (18) mit einem Vorsteuerventilsitz (22) versehen ist. Servomembranventil nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranhalter (18) über eine Feder (25) mit einem elektromagnetischen Stellantrieb verbunden ist. Servomembranventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmembran (16) am Membranhalter (18) angebracht ist und mit einem Ventilsitz (14) zusammenwirken kann. Servomembranventil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß radial zwischen dem Stützring (30) und dem Membranhalter (18) ein Führungsring (32) angeordnet ist. Servomembranventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (32) mit einer Durchgangsbohrung (42) versehen ist.






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