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Dokumentenidentifikation DE102007027810A1 10.01.2008
Titel Ventil
Anmelder Westphal, Friedrich, 79361 Sasbach, DE
Erfinder Westphal, Friedrich, 79361 Sasbach, DE
Vertreter Geitz Truckenmüller Lucht, Patentanwälte, 79098 Freiburg
DE-Anmeldedatum 13.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007027810
Offenlegungstag 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F16K 31/06(2006.01)A, F, I, 20070613, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilgehäuse (1), mit einem Ventilsitz (2) in dem Ventilgehäuse (1), mit einem in axialer Richtung im Ventilgehäuse (1) verschiebbaren Schließkörper (3), welcher beim Schließen des Ventils an den Ventilsitz (2) angedrückt wird und beim Öffnen des Ventils von dem Ventilsitz (2) angehoben wird, mit einer fest mit dem Schließkörper verbundenen oder einstückig mit dem Schließkörper ausgebildeten Ventilhülse, mit einer Verdrehsicherung (4) an der Ventilhülse und/oder an dem Ventilgehäuse (1) um eine Rotation des Schließkörpers (3) in dem Ventilgehäuse (1) zu verhindern, mit einer Kulisse (8) an der Ventilhülse (7), mit einem in oder an der Ventilhülse (3) drehbar geführten und mit einem Rotationsantrieb verbindbaren Übertragunsteil (5), und mit mindestens einem als Kulissenstift (6) oder Kulissenstein ausgebildeten, in der Kulisse (8) beidseitig zwangsgeführten Mitnehmer des Übertragungsteiles zur Übertragung der Rotationsbewegung des Rotationsantriebs in eine Translationsbewegung des Schließkörpers (3) in axialer Richtung.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilgehäuse, mit einem Ventilsitz in dem Ventilgehäuse und einem in axialer Richtung im Ventilgehäuses verschiebbaren Schließkörper, welcher beim Schließen des Ventils an den Ventilsitz angedrückt wird und beim Öffnen des Ventils von dem Ventilsitz entfernt wird.

Das Ventil wird von einem Fluid oder Medium durchströmt. Dieses kann flüssig oder gasförmig sein.

Aus dem Stand der Technik sind Ventile bekannt, die als schaltende Magnetventile durch eine Feder stromlos geschlossen werden. Über einen Spulenstrom wird ein Gleichgewicht von Feder- zu Magnetkraft hergestellt. Die Höhe des Spulenstroms beziehungsweise der Magnetkraft bestimmt den Grad der Ventilöffnung. Diese ist in der Regel proportional zum Strom.

Ein Nachteil dieser federbeaufschlagten Magnetventile besteht darin, dass die beim Öffnen und Schließen des Ventils wirkende Kraft unterschiedlich ist. Dies führt dazu, dass die beiden Vorgänge nicht gleich schnell erfolgen. Darüber hinaus erweist sich als nachteilig, dass die bekannten Ventile eine relativ lange Ansprechzeit besitzen. Derartige Ventile sind bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise in der Wasser- und der Gasinjektionstechnik zum Spritzgießen von Kunststoffhohlkörpern zu langsam.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Ventile bekannt, bei denen die Rotationsbewegung eines manuellen Antriebs oder eines Motors in eine Translationsbewegung eines Schließkörpers mittels eines Gewindes übertragen wird. Derartige Ventile dienen üblicherweise zum Absperren von Rohrleitungen, welche Wasser oder andere Flüssigkeiten führen. Bei derartigen Ventilen ist es unerheblich, wie lange der Vorgang des Öffnens und Schließens des Ventils dauert. Diese Ventile haben den Nachteil, dass die Ansprechzeit sowie die Zeit zum Öffnen und Schließen des Ventils für Anwendungen, in denen das durch das Ventil in der Öffnungsstellung hindurchgeströmte Volumen möglichst exakt kontrolliert werden muss, zu lange ist.

Dem erfindungsgemäßen Ventil liegt damit die Aufgabe zugrunde, die Ansprechzeit sowie die Zeit zum Öffnen und Schließen des Ventils gegenüber bekannten Ventil zu verkürzen.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Gegenüber den bekannten Ventilen hat das erfindungsgemäße Ventil den Vorteil, dass es eine sehr kurze Ansprechzeit aufweist und das Öffnen und Schließen gleich schnell und innerhalb eines kurzen Zeitraums erfolgt. Das erfindungsgemäße Ventil weist einen Schließkörper mit einer Ventilhülse auf. Die Ventilhülse und der Schließkörper können aus einem Stück bestehen oder aus zwei Stücken, die fest miteinander verbunden sind. Die Ventilhülse weist eine Kulisse in Form einer Nut oder eines Schlitzes auf. In der Ventilhülse ist ein Übertragungsteil drehbar geführt. Zum Öffnen und Schließen des Ventils wird die Kraft eines Rotationsantriebs genutzt. Dieser ist fest mit dem Übertragungsteil verbunden. Dadurch wird die Rotationsbewegung des Rotationsantriebs auf das Übertragungsteil übertragen. Das Übertragungsteil ist mit einem Mitnehmer ausgestattet, der als KulissenKulissenstift oder Kulissenstein ausgestaltet ist. Kulissenstift oder Kulissenstein sind bevorzugt an der Außenseite des Übertragungsteils angeordnet. Der Mitnehmer ist in der Kulisse der Ventilhülse beidseitig zwangsgeführt. Beidseitig bedeutet, dass der Mitnehmer entlang beider Begrenzungen der als Schlitz oder Nut ausgebildeten Kulisse geführt wird. Die Rotationsbewegung des an dem Übertragungsteil angeordneten Mitnehmers führt dazu, dass der Mitnehmer in der Kulisse bewegt wird. Da eine Rotationsbewegung der Ventilhülse in dem Ventilgehäuse durch eine Verdrehsicherung ausgeschlossen ist, wird die Ventilhülse durch die Rotationsbewegung des Mitnehmers und durch den Verlauf der Kulisse zu einer Translationsbewegung gezwungen. Diese ist möglich, da die Ventilhülse mit dem Schließkörper in dem Ventilgehäuse axial verschiebbar geführt ist. Auf diese Weise wird die Rotationsbewegung in eine Translationsbewgung umgesetzt. Der Hub der Translationsbewegung entspricht der Länge der Strecke, die der Mitnehmer und damit die Ventilhülse in axialer Richtung zurücklegen. Dieser ist vorgegeben durch die Ausdehnung der Kulisse in axialer Richtung einerseits und durch den Winkel, um den der Rotationsantrieb den Mitnehmer dreht andererseits. Der zurückgelegte Weg ist sehr kurz, so dass die Bewegung sehr schnell erfolgen kann. Der Weg ist identisch für das Öffnen und Schließen des Ventils. Der Unterschied zwischen den Öffnungs- und Schließbewegung besteht in der Rotationsrichtung des Rotationsantriebs. Da die Rotationsbewegung in beide Richtungen identisch ist, erfolgt das Öffnen und Schließen des Ventils mit derselben Kraft und gleich schnell.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ventilhülse und das Übertragungsteil an den einander zugewandten Abschnitten frei von einem Gewinde ausgebildet. Die Übertragung der Rotationsbewegung des Übertragungsteils in eine lineare Bewegung oder Translationsbewegung der Ventilhülse erfolgt ausschließlich durch die Kulisse, den Mitnehmer und die Verdrehsicherung und damit unter Ausschluss eines Gewindes. Dies ist entscheidend, da ein Gewinde die Bewegung beim Öffnen und Schließen des Ventils verzögert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Verlauf der Kulisse die Form einer Helix auf. Eine Helix ist eine Kurve, die sich mit konstanter Steigung um den Mantel eines Zylinders legt. Sie wird auch als Wendel oder zylindrische Spirale bezeichnet. Der Verlauf einer Helix entspricht der Überlagerung einer Rotations- und Translationsbewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Sie ist damit an die Umwandlung einer Rotations- in eine Translationsbewegung optimal angepasst. Die Kraftübertragung von dem Mitnehmer auf die Kulisse ist bei einem Helix-förmigen Verlauf wesentlich günstiger als bei einem geradlinigen Verlauf der Kulisse in axialer Richtung, da aufgrund der Neigung der Kulisse der Mitnehmer eine Kraft mit einer Kraftkomponente in axialer Richtung auf die Kulisse ausübt. Diese Kraftkomponente ist umso größer, je kleiner die Steigung und damit die Ganghöhe der Helix ist. Um jedoch das Öffnen und Schließen des Schließkörpers in möglichst kurzer Zeit zu ermöglichen, dürfen Steigung und Ganghöhe nicht zu klein sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung legt sich die Helix um einen Winkel um die Ventilhülse, der kleiner ist als 360°. Besonders bevorzugt ist der Winkel kleiner als 270°. Die Kulisse vollzieht damit keine volle Umdrehung um die Ventilhülse. Dadurch wird der Weg und damit die Zeit verkürzt, die für das Öffnen und Schließen des Ventils notwendig sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ventilhülse zwei Kulissen auf. Das Übertragungsteil ist mit zwei in den Kulissen beidseitig zwangsgeführten Mitnehmern ausgestattet. Der Verlauf beider Kulissen hat die Form einer Helix, deren Winkel jeweils kleiner ist als 180°. Durch die beiden Kulissen und die beiden Mitnehmer wird eine stabile Führung des Übertragungsteils in der Ventilhülse garantiert. Die beiden Kulissen haben vorteilhafterweise in axialer Richtung dieselbe Ausdehnung.

Es können auch mehr als zwei Kulissen und mehr als zwei Mitnehmer vorgesehen sein. Die Anzahl der Kulissen und Mitnehmer stimmt jeweils überein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ventilhülse im Inneren einen Hohlraum mit einem kreisrunden Querschnitt auf. Das Übertragungsteil weist bevorzugt ebenfalls eine zylindrische Form und einen kreisrunden Querschnitt auf. Der Außendurchmesser des Übertragungsteils und der Durchmesser des Hohlraums sind so aneinander angepasst, dass das Übertragungsteil mit geringem Spiel in der Ventilhülse geführt ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verdrehsicherung am oberen Ende der Ventilhülse einen überstehenden Rand auf, der an mindestens einer Seite abgeflacht ist und passgenau in eine Aussparung im Ventilgehäuse eingreift. Die Länge der Aussparung in axialer Richtung stimmt dabei mit der Summe aus der Höhe des Randes und dem Hub des Schließkörpers beim Öffnen und Schließen des Ventils überein oder ist geringfügig größer. Dadurch wird gewährleistet, dass die Verdrehsicherung über den gesamten Hub wirksam ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Verdrehsicherung aus einem Absatz, der an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten nach außen ragt und in entsprechende Ausnehmungen im Ventilgehäuse eingreift.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenwand der Ventilhülse zumindest abschnittsweise eckig ausgebildet. Das Ventilgehäuse weist eine entsprechende eckige Ausnehmung für die Ventilhülse auf, so dass die Ventilhülse passgenau in das Ventilgehäuse eingreift. Auch in diesem Fall ist die Länge der eckigen Ausnehmung in dem Ventilgehäuse in axialer Richtung an die Summe aus der Länge des eckigen Abschnitts der Ventilhülse und dem Hub des Schließkörpers angepasst, um die Verdrehsicherung über den gesamten Hub zu gewährleisten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen zur Übersetzung der Antriebsdrehzahl des Rotationsantriebs in eine Rotationsbewegung des Übertragungsteils um einen durch die Ausnehmung in der Ventilhülse vorgegebenen Winkel. Dabei wird eine hohe Drehzahl des Rotationsantriebs durch das Getriebe in eine entsprechend geringe Drehzahl übersetzt. Da der durch die Kulisse vorgegebene Weg klein ist, bedarf es vorteilhafterweise zum Öffnen und Schließen des Ventils nur einer Rotation um einen kleinen Winkel von weniger als 360°.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Rotationsantrieb für das Ventil ein Elektromotor vorgesehen, der sehr schnell auf eine Änderung der Stromrichtung im Leiter mit einer Änderung der Kraftrichtung und damit der Bewegungsrichtung der Motorrotation reagiert. Die Bewegung der Schließkörpers erfolgt damit in beide Richtungen mit der gleichen Beschleunigung. Dies gilt auch für den Beginn und das Ende einer Bewegung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Ventil mindestens ein Drucksensor vorgesehen. Je ein Drucksensor kann beispielsweise am Einlass und am Auslass für das strömende Fluid angeordnet sein. Der am Ventil herrschende Druck kann mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden. Weicht der Druck am Auslass der Ventils von einem vorgegebenen Sollwert ab, so wird die Einstellung des Schließkörpers entsprechend geändert. Weicht der Druck am Einlass des Ventils von einem Sollwert ab, so wird der durch eine Fluidfördereinrichtung vorgegebene Druck entsprechend geändert. Weicht der Druck trotz entsprechend eingestellter Fluidförderung am Einlass vom Sollwert ab, so ist der erforderliche Prozessdruck nicht mehr vorhanden. Die Ursache hierfür können beispielsweise ein Defekt der Fluidfördereinrichtung, eine Leckage an der Leitung oder eine zu geringe Fluidmenge in einem Fluidreservoir sein. Ein entsprechender Hinweis wird dem Benutzer angezeigt, damit dieser den Fehler beheben kann. Die Vorrichtung kann in diesem Fall automatisch abgeschaltet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen. Zur Übertragung der Daten des Drucksensors ist eine Schnittstelle vorgesehen. Besonders bevorzugt sind hierzu Sender und Empfänger an dem Drucksensor und der Steuereinrichtung angeordnet um die Daten drahtlos zu übertragen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil auf einen Sockel montiert, mit einem Einlass in den Sockel und einem Auslass aus dem Sockel für das strömende Medium. Hierbei erweist sich die höhere Stabilität eines entsprechenden Sockels gegenüber einfachen Leitungen als vorteilhaft. Darüber hinaus können weitere Elemente, wie zusätzliche Gaskanäle, Drucksensoren bzw. Druckgeber und Druckaufnehmer in dem Sockel untergebracht werden. In einen Einlass des Sockels eingeleitetes Fluid gelangt über den Einlass im Ventil in dieses hinein und wird durch das Ventil geschleust. Über einen Auslass im Ventil wird das strömende Fluid zur weiteren Verwendung über Kanäle im Sockel weitergeleitet. Das Ventil kann zudem über mehrere Kanäle mit Kanälen im Sockel verbunden sein.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Druckregulierung, bei der mindestens zwei Ventile auf einem Sockel mit einer Gasführung montiert sind. Um in einem System während eines Arbeitsvorganges einen konstanten Druck aufzubauen und aufrecht zu erhalten, werden zwei der oben geschriebenen Ventile hintereinander geschaltet. Ein Ventil dient dem Druckaufbau, indem es die gewünschte Gasmenge mit einem vorgegebenen Mindestdruck führt. Das andere Ventil dient dem Druckabbau. Der Druckabbau erfolgt dadurch, dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks Gas über das zweite Ventil abgelassen wird. Somit wird der Druck bei einem bestimmten Wert in der Anlage stabilisiert, unabhängig davon, welchen Schwankungen der Eingangsdruck unterworfen ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Ventile auf einem Sockel installiert. Diese verteilen, ausgehend von einem einzelnen Versorgungsdruck, den Druck auf unterschiedliche Komponenten.

Darüber hinaus ergeben sich weitere Anwendungsbereiche durch die Kombination von Ventilen mit zusätzlichen Elementen, die auf dem Sockel angebracht werden. Druckgeber bzw. Drucksensoren zur Messung von Gas- und Flüssigkeitsdrücken werden zwischen den beiden Ventilen angeordnet um einen Istwert mit einem Sollwert abzustimmen. Über zusätzliche Drucksensoren wie Druckaufnehmer wird die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ermittelt. Dadurch wird beispielsweise eine druckabhängige Volumenstromregelung ermöglicht.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Steuerung eines oder mehrerer Ventile, welche von einem Fluid durchströmt werden. In einer ersten Variante des Verfahrens wird bei mehreren miteinander verbundenen Ventilen der Sollwert für den Druck eines jeden Ventils vorgegeben. Eine Fluidfördereinrichtung fördert dabei das Fluid durch die Ventile und gegebenenfalls durch weitere an das System angeschlossene Einheiten. Bei der Fluidfördereinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Verdichter oder einen Gasbehälter handeln. Die Sollwerte für den Druck an den verschiedenen Ventilen hängen von dem Prozess ab, der durch die Ventile gesteuert werden soll. Sie werden daher in Abhängigkeit von dem Prozess vorgegeben. Die Fluidfördereinrichtung muss das Fluid mit einem Druck fördern, der ausreicht, um die für die einzelnen Ventile vorgegebenen Drucksollwerte zu erreichen. Unter Berücksichtigung eines üblicherweise im System stattfindenden Druckverlustes genügt es nicht, wenn die Fluidfördereinrichtung das Fluid mit einem Druck fördert, der mit dem höchsten Sollwert aller Ventile übereinstimmt. Es wird daher ein zusätzlicher Wert für den Druck zu dem höchsten Sollwert addiert und die Fluidfördereinrichtung mit der Summe aus diesen beiden Drücken betrieben. Der zu dem höchsten Sollwert hinzu addierte Druck kann entweder ein geeigneter Erfahrungswert sein oder ein Wert, der aus den Istwerten und Sollwerten für den Druck an den Ventilen bestimmt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Fluidfördereinrichtung stets mit dem für den anstehenden Prozess notwendigen Druck zu betreiben. Der Druck wird überwacht und jeweils an die bestehenden Anforderungen angepasst.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Drehmoment, mit dem der Rotationsantrieb das Ventil beim Öffnen und Schließen antreibt, über einen Drehmoment-Sensor bestimmt. Liegt das Drehmoment außerhalb eines vorgegebenen Bereichs, so wird eine Verunreinigung oder Verschmutzung des Ventils festgestellt. Um die Verunreinigung zu beseitigen, wird das Ventil mehrfach geöffnet und geschlossen, so dass sich die Verunreinigungen unter Einwirkung des mit Druck strömenden Fluids lösen können. Handelt es sich bei dem Fluid um ein Gas, so werden die Verunreinigungen aus dem Ventil ausgeblasen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Öffnen und Schließen des Ventils zeitlich gesteuert innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums. Wird der Druck über der Zeit in einem Diagramm aufgetragen, so folgt der Druck sowohl beim Druckaufbau als auch beim Druckabbau einer Rampe. Ist das Ventil mit einem Drucksensor ausgestattet, so kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt während des Druckaufbaus und Druckabbaus der Istwert mit dem Sollwert des Drucks verglichen werden. Übersteigt der Istwert des Drucks den Sollwert, wird eine Umgehungsleitung beziehungsweise ein Bypass geöffnet, wodurch ein Anteil des Fluids abgezweigt und abgeleitet wird. Eine entsprechende Abweichung kann außerdem bedeuten, dass der Strömungsquerschnitt zumindest in einem Bereich des Ventils oder der an das Ventil angeschlossenen Leitungen oder Bauteile aufgrund von Verunreinigungen verengt ist. Wird daher eine Abweichung angezeigt, kann gegebenenfalls eine Aufforderungen an den Benutzer ergehen, die Reinigung des Systems zu veranlassen. An den Bypass kann zusätzlich dazu ein weiteres Ventil angeordnet sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ermittelt, ob der Schließkörper eines Ventils in Schließstellung derart am Ventilsitz anliegt, dass es zu keiner Leckage kommt. Wird aufgrund von Verschleiß eine Leckage festgestellt, so wird der Weg, den der Schließkörper zum Öffnen und Schließen des Ventils zurücklegt, nachjustiert. Erst wenn eine entsprechende Nachjustierung nicht mehr möglich ist, müssen der Schließkörper und/oder der Ventilsitz ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann der Zeitraum bis zum durch Verschleiß bedingten notwendigen Austausch von Schließkörper und/oder Ventilsitz verlängert werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Druckaufbau und Druckabbau über der Zeit als sanft ansteigende oder abfallende Flanke. Auf diese Weise kann beim Umschalten des Druckes das Ausbilden von Blasen, sogenannte Vakuolen, vermieden werden. In diesem Fall stimmt der Istwert des Druckes besser mit einem vorgegebenen Sollwert überein. Dies führt wiederum zu reproduzierbaren Prozessen und zur Verbesserung der Qualität des Prozesses und der damit gegebenenfalls hergestellten Produkte.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines oder mehrerer Ventil kann auch bei bekannten Proportionalventilen oder sonstigen Ventil eingesetzt und angewandt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnommen werden.

Zeichnung

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Ventils dargestellt. Es zeigen:

1 Perspektivische Darstellung eines Ventils auf einem Sockel,

2 Übertragungsteil und Schließkörper im Längsschnitt gemäß 1,

3 Ventil im zusammengebauten Zustand mit Sockel im Längsschnitt gemäß 1,

4 Vorrichtung zur Druckregulierung mit zwei Ventilen auf einem Sockel und den Motoren zum Antrieb der Ventile.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der 1 ist ein Ventil mit einem Ventilgehäuse 1, mit einem Ventilsitz 2 in dem Ventilgehäuse 1, einem Schließkörper 3, einer Verdrehsicherung 4 und einem Übertragungsteil 5 dargestellt. Das Übertragungsteil 5 weist eine zylindrische Form und einen kreisrunden Querschnitt auf. An der Außenseite des Übertragungsteils 5 ragt senkrecht zur Mittelachse des Übertragungsteils 5 ein Kulissenstift 6 radial nach außen. Er verläuft senkrecht zur Mittelachse und damit zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers. Im zusammengebauten Ventil wird das Übertragungsteil 5 in einer Ventilhülse 7 drehbar geführt, die sich an den Schließkörper 3 anschließt. Der Kulissenstift 6 greift dabei in eine Kulisse 8 ein, die sich in der Ventilhülse 7 befindet. Die Kulisse 8 ist als Schlitz ausgebildet und hat einen Helix-förmigen Verlauf. Der Kulissenstift 6 am Übertragungsteil 5 und die Kulisse 8 in der Ventilhülse 7 bilden gemeinsam eine Einrichtung zur Übertragung der Kraft eines Antriebs auf den Schließkörper 3.

Das Übertragungsteil 5 führt dabei eine Rotationsbewegung durch. Die Verdrehsicherung 4, die sich am oberen Ende der Ventilhülse 7 befindet, greift in eine Aussparung 11 im Ventilgehäuse ein und verhindert eine Rotation des Schließkörpers 3, so dass dieser nur eine Translationsbewegung entlang der Achse des Ventilgehäuses 1 durchführen kann. Beim Schließen des Ventils wird der Schließkörper 3 an den Ventilsitz 2 angedrückt und beim Öffnen von dem Ventilsitz 2 angehoben.

Das Ventil ist auf einem Sockel 13 montiert. Ein in der Zeichnung nicht erkennbares strömendes Fluid gelangt über einen Einlass 14 aus dem Sockel in das Ventil und über einen Auslass 15 aus dem Ventil in den Sockel. Zur Druckregulierung ist ein weiteres Ventil auf dem Sockel angebracht. Beide Ventile werden hierbei durch eine gemeinsame Gasführung 16 im Sockel 13 verbunden. Von dem zweiten Ventil ist in der 1 lediglich das Ventilgehäuse 1 dargestellt.

Die 2 zeigt das Übertragungsteil 5 mit einer Bohrung 17, in der der Kulissenstift 6 am Übertragungsteil 5 befestigt wird. Das Übertragungsteil 5 mit dem Kulissenstift 6 wird in der Ventilhülse 7 des Schließkörpers 3 geführt, wobei der Kulissenstift 6 in die Kulisse 8 der Ventilhülse 7 eingreift.

In den 3 und 4 ist das Ventil im zusammengefügten Zustand mit Sockel gemäß 1 dargestellt. Ferner zeigen die beiden Figuren eine Vorrichtung zur Druckregulierung mit zwei Ventilen auf einem Sockel. In 4 sind zusätzlich die Motoren 18 zum Antrieb der Ventile dargestellt.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander für die Erfindung wesentlich sein.

1
Ventilgehäuse
2
Ventilsitz
3
Schließkörper
4
Verdrehsicherung
5
Übertragungsteil
6
Kulissenstift
7
Ventilhülse
8
Kulisse
9
10
11
Aussparung im Ventilgehäuse
12
13
Sockel
14
Einlass aus dem Sockel
15
Auslass in den Sockel
16
Gasführung
17
Bohrung für Kulissenstift
18
Motor


Anspruch[de]
Ventil

mit einem Ventilgehäuse (1)

mit einem Ventilsitz (2) in dem Ventilgehäuse (1)

mit einem in axialer Richtung im Ventilgehäuse (1) verschiebbaren Schließkörper (3), welcher beim Schließen des Ventils an den Ventilsitz (2) angedrückt wird und beim Öffnen des Ventils von dem Ventilsitz (2) entfernt wird,

mit einer fest mit dem Schließkörper (3) verbundenen oder einstückig mit dem Schließkörper (3) ausgebildeten Ventilhülse (7),

mit einer Verdrehsicherung (4) an der Ventilhülse (3) und/oder an dem Ventilgehäuse (1) um eine Rotation der Ventilhülse und des Schließkörpers (3) in dem Ventilgehäuse (1) zu verhindern,

mit einer Kulisse (8) an der Ventilhülse (7),

mit einem in oder an der Ventilhülse (3) drehbar geführten und mit einem Rotationsantrieb verbindbaren Übertagungsteil (5),

mit mindestens einem als Kulissenstift (6) oder Kulissenstein ausgebildeten, in der Kulisse (8) beidseitig zwangsgeführten Mitnehmer des Übertragungsteiles zur Übertragung der Rotationsbewegung des Rotationsantriebs in eine Translationsbewegung des Schließkörpers (3) in axialer Richtung.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse und das Übertragungsteil an den einander zugewandten Abschnitten frei von einem Gewinde ausgebildet sind. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Kulisse (8) die Form einer Helix aufweist. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Helix um einen Winkel um die Ventilhülse (7) legt, der kleiner ist als 360°. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse zwei Kulissen (8) aufweist, dass das Übertragungsteil (5) zwei in den Kulissen beidseitig zwangsgeführte Mitnehmer (6) aufweist, und dass der Verlauf beider Kulissen (8) die Form einer Helix aufweist, deren Winkel jeweils kleiner ist als 180°. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (7) einen zylindrischen, sich in axialer Richtung erstreckenden Hohlraum mit einem kreisrunden Querschnitt aufweist. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, dass das Übertragungsteil (5) eine zylindrische Form und einen kreisrunden Querschnitt aufweist, und dass das Übertragungsteil (5) in dem Hohlraum der Ventilhülse (7) mit geringem Spiel geführt ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (4) am oberen Ende der Ventilhülse (7) einen überstehenden Rand aufweist, der an mindestens einer Seite abgeflacht ist und passgenau in eine Aussparung (11) im Ventilgehäuse (1) eingreift. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand der Ventilhülse (7) zumindest abschnittsweise eckig ist, dass das Ventilgehäuse an seiner der Ventilhülse zugewandten Innenseite eine korrespondierende Form aufweist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe vorgesehen ist zur Übersetzung der Antriebsdrehzahl des Rotationsantriebs in eine Rotationsbewegung des Übertragungsteils (5) um einen durch die Ventilhülse vorgegebenen Winkel. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drucksensor an dem Ventilgehäuse angeordnet ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Übertragungsteil oder an dem Rotationsantrieb ein Drehmomentsensor angeordnet ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil auf einem Sockel (13) montiert ist, mit einem Einlass (15) in den Sockel und einem Auslass (14) aus dem Sockel für das strömende Fluid. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einlass und an dem Auslass Drucksensoren angeordnet sind. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Ventils eine Steuereinrichtung vorgesehen ist. Ventil nach Anspruch 11 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoren über eine Schnittstelle mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Ventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoren und die Steuereinrichtung mit je einem Sender und einem Empfänger ausgestattet sind zur drahtlosen Datenübertragung. Vorrichtung zur Druckregulierung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf einem Sockel (13) mit einer Gasführung (16) montiert sind. Verfahren zur Steuerung mehrerer miteinander verbundener, von einem Fluid durchströmter Ventile nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Fluid durch eine Fluidfördereinrichtung gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Ventil ein Sollwert für den Druck vorgegeben wird, dass zu dem höchsten Sollwert ein vorgegebener Druck addiert wird, und dass die Summe als Sollwert für den Druck der Fluidfördereinrichtung eingestellt wird. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment an dem Übertragungsteil des Ventils erfasst wird, und dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Sollwertes des Drehmoments das Ventil mithilfe des Fluids gereinigt wird.






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