DE102013110885A1

DE102013110885A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102013110885A1
Application number: DE201310110885
Authority: DE
Inventors: Peter Wiedemann
Original assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Current assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil, bestehend aus einer zwischen Zu- und Ableitung angeordneten Hauptdüse und einer Vorsteuerdüse, wobei die Hauptdüse einen Hauptdüsensitz aufweist, der von einem Dichtkörper verschließbar ist und die Vorsteuerdüse einen Vorsteuerdüsensitz aufweist, der von einem Vorsteuerdüsenkörper verschließbar ist. Der Vorsteuerdüsenkörper als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil ausgebildet und gegen die Kraft einer Vorsteuerfeder relativ zum Betätigungselement beweglich angeordnet ist. Der Dichtkörper als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil ausgebildet und gegen die Kraft einer Druckfeder relativ zum Betätigungselement beweglich angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, bestehend aus einer zwischen Zu- und Ableitung angeordneten Hauptdüse und einer Vorsteuerdüse, wobei die Hauptdüse einen Hauptdüsensitz aufweist, der von einem Dichtkörper verschließbar ist und die Vorsteuerdüse einen Vorsteuerdüsensitz aufweist, der von einem Vorsteuerdüsenkörper verschließbar ist, und das Ventil ein zwischen einer, der geschlossenen Stellung des Ventils entsprechenden ersten Position und einer, der geöffneten Stellung des Ventils entsprechenden zweiten Position bewegbares Betätigungselement umfasst.
Gattungsgemäße Ventile werden üblicherweise von einem Elektromagneten angetrieben, beziehungsweise das Betätigungselement ist mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden oder entspricht dem Anker des Elektromagneten. Dabei ist eine von elektrischem Strom durchfließbare Spule vorgesehen, der Stromfluss erzeugt ein Magnetfeld, der auf den Anker wirkt und so als Antrieb für das Betätigungselement beziehungsweise den Anker dient. Dabei bewirkt der Antrieb, dass das Betätigungselement, bevorzugt gegen die Kraft einer Rückstell- oder Ankerfeder, von der ersten in die zweite Stellung bewegt wird. Für die Rückstellbewegung, also von der zweiten in die erste Stellung, ist ein (weiterer) Antrieb oder die Rückstell-/Ankerfeder vorgesehen. Als Antrieb für das gattungsgemäße Ventil sind natürlich auch andere Konzepte grundsätzlich vorstellbar. Die Erfindung ist auf die Anwendung des Elektromagneten als Antrieb des gattungsgemäßen Ventils nicht beschränkt.
Bei gattungsgemäßen Ventilen besitzt der Vorsteuerdüsensitz der Vorsteuerdüse einen deutlich geringeren Querschnitt oder Nennweite, wie der Hauptdüsensitz der Hauptdüse. Durch den Einsatz einer Vorsteuerdüse wird es grundsätzlich möglich, Ventile mit entsprechenden großen Nennweiten, die an der Hauptdüse bestehen, mit verhältnismäßig geringen Kräften und daher entsprechend kleiner und günstiger zu dimensionierten Antrieben zu gestalten oder zu steuern. Üblicherweise ist in der antriebslosen Stellung (bei abgefallenem Strom der Spule im Falle eines Elektromagneten) das Ventil geschlossen, sowohl der Dichtkörper wie auch der Vorsteuerdüsenkörper sitzen auf dem Hauptdüsensitz beziehungsweise Vorsteuerdüsensitz und verschließen diesen. Neben den gerätespezifischen Reibungskräften ist für das Öffnen des Ventils aber der aus dem anliegenden Druck und der Fläche des Hauptdüsensitzes (zum Beispiel dessen Nennweite) resultierende Dichtkraft zu überwinden. Durch das Öffnen der viel kleineren Vorsteuerdüse wird ein Druckausgleich beziehungsweise ein Vorfluten erreicht und die Kraft zum öffnen des Hauptsitzes sinkt erheblich.
Gleichwohl müssen entsprechende Kräfte aufgewandt werden, um die Vorsteuerdüse zu öffnen. Diese können, insbesondere wenn erhebliche Druckniveaus zu schalten sind, eine entsprechende Größe erreichen.
Es sind daher Konzepte bekannt, bei welchen die Dynamik der Bewegung des Betätigungselementes zum Öffnen der Vorsteuerdüse genutzt wird. Dies bedingt zunächst eine entsprechend ausreichende Beschleunigungsstrecke zur Beschleunigung des Betätigungselementes, um aus der Änderung des Impulses beim Ablösen beziehungsweise Öffnen der Vorsteuerdüse ein ausreichendes Kraftpotential zur Verfügung zu stellen. Um eine ausreichende anfängliche Beschleunigung des Betätigungselementes zur Verfügung zu stellen, muss der Antrieb des Betätigungselementes entsprechend ausgelegt werden und ist dann oftmals überdimensioniert. Diese Überdimensionierung führt zu einer schlechten Energieeffizienz. Des Weiteren wird für den anfänglichen Beschleunigungsvorgang eine zusätzliche Hublänge des Betätigungselementes (Ankers) benötigt, der letztendlich, im Fall eines Elektromagneten als antreibendes Element, zu einem größeren Luftspalt in dem Elektromagnet führt, die ebenfalls zu einer schlechten Energieeffizienz beitragen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik im Hinblick auf die Energieeffizienz zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Ventil wie eingangs beschrieben und schlägt vor, dass der Vorsteuerdüsenkörper als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil ausgebildet ist und der Vorsteuerdüsenkörper gegen die Kraft einer Vorsteuerfeder relativ zum Betätigungselement beweglich angeordnet ist, der Dichtkörper als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil ausgebildet ist und der Dichtkörper gegen die Kraft einer Druckfeder relativ zum Betätigungselement beweglich angeordnet ist und in der geöffneten Stellung des Ventils die Druckfeder ein Abheben des Dichtkörpers von dem Hauptdüsensitz bewirkt.
Der Pfiff der Erfindung liegt darin, dass für die Öffnung der Hauptdüse der Kraftspeicher einer (gespannten) Druckfeder genutzt wird, welches ein Abheben des Dichtkörpers von dem Hauptdüsensitz bewirkt. Im Gegensatz zu den Lösungen nach dem Stand der Technik, bei welchen der Abhebvorgang des Dichtkörpers aus der Bewegung des Betätigungselementes abgeleitet ist, werden diese Öffnungsbewegungen jetzt durch die Druckfeder bewirkt, die auf den Dichtkörper wirkt, die relativ zum Betätigungselement beweglich angeordnet und als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil realisiert ist. Dabei stellt die Druckfeder ein bekanntes Kraftpotential zur Verfügung, das bei entsprechender Auslegung dann wirksam wird, wenn über die bereits geöffnete Vorsteuerdüse die Druckdifferenz zwischen Zu- und Ableitung bereits ausreichend weit abgesenkt ist und das von der Druckfeder zur Verfügung gestellte Kraftpotential ausreicht, den Dichtkörper vom Hauptdüsensitz abzuheben. Da die Öffnungsbewegung des Dichtkörpers nach der Erfindung nun nicht mehr von dem Betätigungselement abgeleitet beziehungsweise von diesem während des Öffnungsvorganges (von der geschlossenen zur geöffneten Stellung) zur Verfügung gestellt werden muss, wird die Hublänge, die bei der Lösung im Stand der Technik hierfür notwendig gewesen ist, eingespart. Eine verringerte Hublänge führt dabei bereits unmittelbar zu einer Energieeffizienzsteigerung, da die notwendigen Luftspalte für den Betrieb des erfindungsgemäßen Ventils (wenn dieses zum Beispiel, wie in einer erfindungsgemäßen Variante vorgeschlagen, mit einem Elektromagneten als Antriebselement ausgestattet ist) entsprechend kleiner und daher energieeffizienter dimensioniert werden kann. Darüber hinaus ist die Energieeffizienz auch schon dadurch verbessert, dass ein entsprechendes Kraftpotential nur entlang eines kürzeren Hubes zur Verfügung gestellt werden muss, was letztendlich allgemein und unabhängig von der Antriebsvariante mit einem Elektromagneten gilt.
Des Weiteren ist bei der Erfindung auch vorgesehen, dass der Vorsteuerdüsenkörper als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil realisiert ist und der Vorsteuerdüsenkörper gegen die Kraft einer Vorsteuerfeder relativ zum Betätigungselement beweglich angeordnet ist. Der Vorsteuerdüsenkörper stützt sich über die Vorsteuerfeder am oder im Betätigungselement ab.
Durch die Realisierung des Vorsteuerdüsenkörpers als vom Betätigungselement separat ausgeführtes Bauteil ist es möglich, entsprechend der Stellung des Betätigungselementes zu konstruktiv einstellbaren Zeitpunkten, insbesondere bei der Öffnungsbewegung des Ventils, den Vorsteuerdüsenkörper durch das Betätigungselement zu beeinflussen. Da der Öffnungsprozess der Hauptdüse von der Bewegung des Betätigungselementes entkoppelt ist, diese wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckfeder realisiert, ist die Bewegung des Betätigungselementes und dessen Bewegungsantrieb auf die Öffnungsbewegung des Vorsteuerdüsenkörpers optimierbar.
Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, dass die Druckfeder zum Beispiel, wenn das Ventil von dem geöffneten (zweiten) in die geschlossene (erste) Stellung übergeht, also geschlossen wird, wieder gespannt wird. Diese Spannarbeit wird dabei alternativ entweder von dem Betätigungselement geleistet, das zum Beispiel aufgrund einer Rückstellfeder oder aufgrund eines anderen Antriebs bewegt wird, oder aber diese Spannarbeit wird von einem separaten anderen Element geleistet, hier ist die Erfindung nicht beschränkend auszulegen.
Der erfindungsgemäße Vorschlag führt dazu, dass die gleichen Schließ- beziehungsweise Öffnungsaufgaben des Ventils bei gleichen Nennweiten des Ventils mit kürzeren effektiven Hublängen realisiert werden können. Die Hublänge ist letztendlich bestimmend für die Ausgestaltung des Antriebes des Betätigungselementes und daher auch bestimmend für die Herstellungskosten eines entsprechenden Ventils, wie auch für die Betriebskosten, das heißt den Energieverbrauch. Da der erfindungsgemäße Vorschlag die gleiche Funktionalität mit geringerer Hublänge realisiert, wird die eingangs gestellte Aufgabe in überzeugender Weise gelöst.
Darüber hinaus eröffnet der erfindungsgemäße Vorschlag aber noch einen neueren Vorteil.
Ein Ventil wird insbesondere durch seine Nennweite beschrieben beziehungsweise definiert. Diese Nennweite ist am Hauptdüsensitz der Hauptdüse realisiert. Beim Öffnungsprozess des Ventils soll die Nennweite als Strömungsquerschnitt im gesamten Ventilkanal zur Verfügung stehen, um ein möglichst optimales Strömen des zu steuernden Mediums (ohne Drosselung beziehungsweise ohne Turbulenzen) zu gewährleisten. In erster Linie wird daher darauf abgezielt, dass der Dichtkörper zumindest einen Öffnungshub in der Größenordnung der Nennweite des Hauptdüsensitzes aufweist. Da bei den Lösungen nach dem Stand der Technik, wie oben beschrieben, diese Hublänge von der Bewegung des Betätigungselementes abzuleiten war und diese Hublänge letztendlich von dem Antrieb des Betätigungselementes zur Verfügung zu stellen ist, mit den vorgeschilderten Anforderungen, ermöglicht der erfindungsgemäße Vorschlag neben den vorgeschilderten Vorteilen jetzt auch überraschenderweise die Möglichkeit, dass der Öffnungshub des Dichtkörpers, und damit die Nennweite des Ventils von der Hublänge des Betätigungselementes entkoppelt ist, da dieser von der Auslegung der Druckfeder und dem zum Betätigungselement relativ beweglichen und separat ausgeführten Dichtkörper abhängt.
Zusammengefasst erreicht der erfindungsgemäße Vorschlag eine deutlich höhere Energieeffizienz bei verkleinerter Baugröße des Ventils. Das erfindungsgemäße Konzept entkoppelt letztendlich die Größe des Antriebes von der Nennweite des Ventils, das heißt, insbesondere bei einem Ventil mit größerer Nennweite führt dies zu einer entsprechenden Absenkung der Herstellungskosten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlages ist vorgesehen, dass das Betätigungselement entlang einer Hublänge durch einen Antrieb des Betätigungselementes von der ersten (geschlossenen Ventil-) in die zweite (geöffnete Ventil-)Stellung bewegt wird und zunächst der Vorsteuerdüsenkörper vom Vorsteuerdüsensitz abgehoben wird und hernach die Druckfeder den Dichtkörper vom Hauptdüsensitz abhebt, um das Betätigungselement in der zweiten Hälfte der Hublänge, bevorzugt im letzten Dritte oder letzten Viertel der Hublänge den Vorsteuerdüsenkörper vom Vorsteuerdüsensitz abhebt.
An dieser Stelle sei auf 5 verwiesen.
Durch die eingangs beschriebene erfindungsgemäße Auslegung wird es möglich, dass die von dem Elektromagneten vorteilhafterweise am Ende der Hubbewegung (bei minimalstem Luftspalt zwischen Anker und Ankerboden) zur Verfügung stehende Hubmagnetkraft MK zur Öffnung der Vorsteuerdüse eingesetzt wird. Hierbei ist die Magnetkraft MK in Abhängigkeit des Hubes (beziehungsweise Hublänge) gezeigt, die bei minimalen Hüben exponentiell ansteigt. Die erfindungsgemäße beziehungsweise vorteilhafte Ausgestaltung, wie beschrieben, ist durch die gestrichelte Kraft-Hub-Linie E angeben, die durchgezogene Linie beschreibt die Lösung nach dem Stand der Technik (SdT). Da das Betätigungselement bei der Öffnungsbewegung gemäß dem erfindungsgemäßen Vorschlag nur für die Öffnung der Vorsteuerdüse unmittelbar vorgesehen ist, ist durch die günstigere Anordnung des Öffnungszeitpunktes der Vorsteuerdüse entlang der Hublänge eine entsprechende Anpassung beziehungsweise Optimierung des Antriebes, namentlich des Elektromagneten, möglich, was letztendlich ebenfalls zu einer Erhöhung der Energieeffizienz beiträgt.
Die Hublänge wird dabei beginnend von der ersten, also der geschlossenen Stellung des Ventils (siehe 5, 0%), ausgehend gemessen. In der geschlossenen Stellung ist der Antrieb abgeschaltet, also ein Elektromagnet zum Beispiel stromlos gestellt und der Luftspalt, der bei dem Betätigungselement/Anker zu schließen ist, maximal. Die Hublänge korrespondiert dabei in diesem Ausführungsbeispiel mit dem maximalen Luftspalt. Bezogen auf die Hublänge erfolgt das Abheben des Vorsteuerdüsenkörpers vom Vorsteuerdüsensitz, also die Öffnung der Vorsteuerdüse zu einem Punkt, der zum Beispiel in einem Intervall, bezogen auf die Hublänge beschreibbar ist. Dieses Intervall wird einerseits beschrieben von einer Untergrenze und einer Obergrenze. Von der Erfindung umfasst und offenbart sind nachfolgend alle Kombinationen der angegebenen Intervallunter- und -obergrenzen, mit der Einschränkung, dass die Intervallobergrenze größer ist als die Intervalluntergrenze.
Als Intervalluntergrenze ist dabei zum Beispiel 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% der Hublänge vorgesehen (siehe 5).
Als Intervallobergrenze ist 100%, 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65% der Hublänge vorgesehen.
In einer weiteren Verbesserung des Vorschlages ist vorgesehen, dass zwischen Zu- und Ableitung ein Ventilkanal vorgesehen ist und die Haupt- beziehungsweise Vorsteuerdüse im Ventilkanal angeordnet sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass zwischen Zu- und Ableitung ein Ventilkanal und zusätzlich ein Ventilnebenkanal angeordnet ist und die Hauptdüse im Ventilkanal und die Vorsteuerdüse im Ventilnebenkanal angeordnet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Ventilnebenkanal zumindest teilweise im Betätigungselement, zum Beispiel als Bohrung oder Querbohrung im Betätigungselement realisiert ist beziehungsweise sich die Vorsteuerfeder beim öffnen der Vorsteuerdüse entspannt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlages ist vorgesehen, dass der Dichtkörper den Vorsteuerdüsensitz trägt und die Vorsteuerdüse den Dichtkörper durchdringt und in die Hauptdüse mündet. Der Dichtkörper hat somit zwei Aufgaben, neben der Aufgabe als dichtendes Element mit dem Hauptdüsensitz der Hauptdüse zusammenzuwirken, bildet der Dichtkörper den Vorsteuerdüsensitz aus, trägt diesen also, wobei in dem Dichtkörper ein Kanal oder eine Bohrung beziehungsweise Durchdringungsöffnung zur Bildung der Vorsteuerdüse vorgesehen ist und diese Öffnung in die Hauptdüse mündet und somit mit dieser das Medium leitend verbunden ist. Durch die Integration dieser Aufgaben in den Dichtkörper wird eine platzsparende Anordnung realisiert.
In einer weiteren bevorzugten alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Dichtkörper aus einem Elastomer, Thermoplast, Metall oder Keramik geschaffen ist. Wie bereits ausgeführt ist der Dichtkörper vorteilhafterweise multifunktional ausgebildet. Zunächst wirkt er mit dem Hauptdüsensitz zusammen. Die Hauptdüse ist aus einem härteren Material, zum Beispiel aus Metall, gebildet als der Dichtkörper. Gleichzeitig bildet der Dichtkörper selber den Vorsteuerdüsensitz. Hier wird ein weiches Material des Vorsteuerdüsensitzes mit dem Vorsteuerdüsenkörper, der gegebenenfalls auch aus Metall besteht, zusammen. Der Dichtkörper übernimmt auch in der Düsenfunktion abdichtende Aufgaben.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die verschiedensten Materialien für die Ausgestaltung des Dichtkörpers einsetzbar sind. So ist zum Beispiel vorgesehen, dass der Dichtkörper aus verhältnismäßig harten Materialien, wie zum Beispiel Metall oder Keramik oder aus verhältnismäßig weichen Materialien, wie Elastomeren, Thermoplasten oder anderen Kunststoffen besteht. Dadurch ist es möglich, dass das vorgeschlagene Ventil sehr variabel auszubilden ist. In der Ausführung der Hauptdüse ist es möglich, die Werkstoffpaarung von Dichtkörper und Vorsteuerdüsenkörper anzupassen. Ist die Hauptdüse aus hartem Material, so wird der Dichtkörper vorzugsweise aus weicherem und der Vorsteuerdüsenkörper wiederum aus hartem Material gebildet sein. Ist die Hauptdüse aus weichem Material, so wird der Dichtkörper vorzugsweise aus hartem und der Vorsteuerdüsenkörper wiederum aus weichem Material gebildet sein.
Natürlich birgt dieser Doppelnutzen, der mit dem so ausgebildeten Dichtkörper realisiert wird, entsprechende Kostenvorteile, da diese ansonsten notwendigen Einzelbauteile vermieden werden.
Des Weiteren ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der Dichtkörper im vorderen, der Hauptdüse zugewandten Ende des Betätigungselementes, parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungselementes beweglich gelagert ist. Bevorzugterweise ist dabei der Dichtkörper in einer Ausnehmung angeordnet, wobei die Tiefe der Ausnehmung etwas größer gebildet ist als die Höhe des Dichtkörpers (parallel zur Bewegungsrichtung des Dichtkörpers gesehen), woraus sich ergibt, dass der Dichtkörper im Betätigungselement beweglich gelagert ist. Eine solche Ausgestaltung ist günstig, da eine Dauerhaftigkeit der Dichtwirkung des Dichtkörpers gewährleistet wird, da die dichtenden Flächen zur Längserstreckung des Dichtkörpers beziehungsweise Bewegungsrichtung des Betätigungselementes rechtwinklig orientiert sind und durch die Bewegung des Dichtkörpers im Betätigungselement nicht beansprucht oder verschlissen werden.
Alternativ ist vorgesehen, dass der Dichtkörper im Ventilteil beweglich gelagert ist. Üblicherweise besteht ein Ventil aus einem Ventilteil, welches die Elemente/Dichtelemente für die Steuerung und Regelung des Medienstromes sowie die Anschlüsse für Zu- und Ableitung und so weiter aufnimmt. Des Weiteren umfasst das Ventil neben dem Ventilteil auch einen Antrieb für das Betätigungselement der Dichtelemente des Ventilteils, in dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel ist hierfür ein Elektromagnet vorgesehen. In der vorgenannten Variante wurde zunächst der Dichtkörper in dem Betätigungselement beweglich gelagert angeordnet. Es ist aber auch möglich, den Dichtkörper außerhalb des Betätigungselementes beweglich gelagert anzuordnen, wobei dann zum Beispiel die Führungsaufgabe des Dichtkörpers durch das Ventilteil erfolgt, das heißt, das Ventilteil besitzt eine entsprechende Innenwandung, an welcher der Dichtkörper gleitend aufliegt und geführt ist. In der so beschriebenen Ausführungsvariante ist der Dichtkörper außerhalb des Betätigungselementes angeordnet und wird durch die Druckfeder gegen das Betätigungselement hingedrückt beziehungsweise stützt sich auf diesem ab. Diese Ausgestaltung erlaubt in gleicher Weise eine freie Beweglichkeit des Dichtkörpers gegenüber dem Betätigungselement. Gegebenenfalls sind im dem Ventilteil (beziehungsweise Polrohr, wenn dieses auch als Ventilteil dient) Anschläge für den Dichtkörper vorgesehen, um dessen axiale Bewegung zu begrenzen.
Das Ventilteil kann dabei zum Beispiel als kombiniertes Bauteil vorgesehen sein, das einerseits zum Beispiel als Polrohr, also als Bauteil des Elektromagneten dient und andererseits die Aufgaben des Anschlusses der medienführenden Leitungen und so weiter aufweist. Dabei bildet das Ventilteil auch das Ventilgehäuse aus oder ist Teil des Ventilgehäuses, wobei natürlich eine einstückige Ausgestaltung des Ventilteils im Hinblick auf Dichtigkeitsanforderungen von Vorteil ist.
Es ist zum Beispiel vorgesehen, dass die Innenfläche des Polrohres als Ventilteil sowohl die Lagerung des Betätigungselementes/Ankers wie auch die Lagerung des Dichtkörpers leistet. Gegebenenfalls passiert dies auf der gleichen, bevorzugt zylinderartigen Innenwandung des Polrohrs. Es können hierfür aber auch unterschiedliche Durchmesser vorgesehen sein derart, dass zum Beispiel die Lagerung des Betätigungselementes/Ankers im Polrohr bei geringen Durchmessern und eine Lagerung des Dichtkörpers in dem als Ventilteil wirkenden Polrohrabschnitt bei größerem Durchmesser erfolgt oder umgekehrt. Der hieraus resultierende Durchmessersprung kann zum Beispiel zur Aufnahme von Druckfedern oder Ankerfedern und so weiter genutzt werden.
Die Ausgestaltung des Dichtkörpers ist gemäß dem erfindungsgemäßen Vorschlag ebenfalls sehr variabel. Der Dichtkörper kann zum Beispiel als scheibenartiges Element gebildet sein, oder aber der Dichtkörper ist stößelartig, also mit einer erheblichen Längserstreckung (in Bewegungsrichtung des Betätigungselementes) ausgebildet. Geschickterweise ist in einem alternativen Vorschlag vorgesehen, dass der Dichtkörper über das Ende des Betätigungselementes, insbesondere in den Ventilkanal hineinragend, vorsteht. So beträgt dieser Überstand mindestens 30%, 40% oder 45% der Gesamtlänge des Dichtkörpers. Der Überstand ist auch in Bezug auf die (mittlere oder maximale) Dicke des Dichtkörpers definierbar und beträgt zum Beispiel mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90%, 100%, 120% oder 130% dieser Dicke. Das Verhältnis von Länge des Dichtkörpers zu seiner (maximalen oder mittleren) Dicke beträgt dabei mindestens 150%, bevorzugt mindestens 200%, 250%, 300%.
Vorteilhafterweise ist der Dichtkörper als zylindrischer, zumindest aber als Rotationskörper vorgesehen, was im Hinblick auf die geplante Doppelnutzung des Dichtkörpers, aber auch für seine Herstellung, von Vorteil ist. Eine prismatische oder zylindrische Ausgestaltung erleichtert auch die Führung des Dichtkörpers in der Ausnehmung des Betätigungselementes.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass sich die Druckfeder einerseits am, insbesondere dem Ventilkanal aufnehmenden, Ventilgehäuse und andererseits am Dichtkörper abstützt. Die Druckfeder ist für die Bewegung des Dichtkörpers verantwortlich und liegt daher am Dichtkörper an. Auf der anderen Seite stützt sich die Druckfeder an einem bevorzugt feststehenden Element des Ventils ab, dies kann zum Beispiel ein Käfig, ein Träger oder Halter sein. Vorteilhafterweise ist hierfür aber auch die Wandung, welche den Ventilkanal begrenzt, vorgesehen, welche zum Beispiel auch Teil des Ventilgehäuses ist. Insofern stützt sich die Druckfeder auf der Innenseite des Ventilgehäuses ab.
Für die Ausgestaltung der Druckfeder sind verschiedenste Geometrien vorgesehen, die Druckfeder kann zum Beispiel als Kegelfeder oder Zylinderfeder realisiert sein. Die Variante als Kegelfeder führt im komprimierten Zustand der Druckfeder zu einer sehr platzsparenden Variante.
Auch der Vorsteuerdüsenkörper ist in einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlages in dem Betätigungselement angeordnet, hierzu ist in dem Betätigungselement eine Längsbohrung vorgesehen.
Die Ausnehmung des Betätigungselementes, welches den Dichtkörper aufnimmt, geht dabei über in die Längsbohrung, welche zur Aufnahme des Vorsteuerdüsenkörpers vorgesehen ist. Ausnehmung und Längsbohrung sind dabei bevorzugt konzentrisch zur Mittelachse des Betätigungselementes vorgesehen.
Der Vorsteuerdüsenkörper ist bevorzugt zwischen Vorsteuerfeder und Dichtkörper vorgesehen. Hierdurch resultiert, dass die Vorsteuerfeder den Vorsteuerdüsenkörper gegen den, den Vorsteuerdüsensitz bildenden, Dichtkörper drückt.
Geschickterweise ist dabei dann auch vorgesehen, dass sich die Vorsteuerfeder einerseits am Betätigungselement und andererseits am Vorsteuerdüsenkörper abstützt.
Bezogen auf die Bewegungsrichtung des Betätigungselementes sind die Elemente Dichtkörper, Vorsteuerdüsenkörper, Betätigungselement sowie Vorsteuerfeder in axialer Richtung gesehen parallel oder koaxial orientiert, was eine mechanisch gut beherrschbare Wirkkette ergibt.
Für die Ausgestaltung des Vorsteuerdüsenkörpers sind ebenfalls eine Vielzahl von Geometrien gemäß der Erfindung vorgesehen. Unter anderem ist zum Beispiel vorgesehen, dass der Vorsteuerdüsenkörper als Dichtkugel oder auch als Vorsteuerstößel ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Dichtkörper in dem Betätigungselement so gelagert ist, dass sich dieser gegenüber dem Hauptdüsensitz selbst zentriert. Hierdurch wird erreicht, dass Fluchtungsfehler ausgeglichen und somit Leckagemöglichkeiten deutlich reduziert werden. Dadurch ist es möglich, das vorgeschlagene Ventil auch in sehr hohen Druckbereichen der zu steuernden beziehungsweise zu regelnden Medienströmen einzusetzen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Dichtkörper konisch oder zumindest halbkugelartig, zumindest in dem mit dem Hauptdüsensitz zusammenwirkenden Bereich ausgebildet ist. Es ergibt sich somit nicht nur ein Dichtungsrand am Hauptdüsensitz, sondern auch eine relativ breite Dichtfläche und somit auch gleichzeitig, da der Dichtkörper parallel zur Fläche des Hauptdüsensitzes beweglich ist, auch eine erheblich verschleißreduzierte Abdichtung des Hauptsitzes, was gerade für das zuverlässige Abdichten bei hohen Drücken von Vorteil ist.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein, insbesondere einstückig ausgeführter Tubus vorgesehen ist, der das Betätigungselement aufnimmt und lagert und der Tubus insbesondere das Ventilteil ausbildet. Die Ausgestaltung eines einteiligen Tubuses hat den Vorteil, dass insbesondere bei hohen Drücken keine Dichtigkeitsprobleme auftreten. Für den Fall, dass als Antrieb ein elektromagnetisches Prinzip verwendet wird, dient der Tubus auch gleichzeitig als Polrohr, also als Aufnahme- und Lagerelement des Betätigungselementes/Ankers. In einem solchen Fall, bei welchem als Antrieb ein Elektromagnet vorgesehen ist, umschließt der Tubus auch den Ankerraum, in welchem sich das Betätigungselement/Anker bewegt.
Das vorgeschlagene Ventil wird bevorzugt zum Regeln und/oder Steuern von Medienströmen, insbesondere von gasförmigen (alternativ auch von flüssigen) oder kalten beziehungsweise tiefkalten Medien unter hohem Druck, bevorzugt mehr als 500 bar, insbesondere mehr als 600 bar oder sogar mehr als 750 bar eingesetzt. Gerade für diese verhältnismäßig hohen Drücke sind nach dem Stand der Technik sehr viel größere bauende Ventile, insbesondere Antriebe, des Betätigungselementes notwendig, was die Kosten solcher Ventile erheblich erhöht. Diese Nachteile aus dem Stand der Technik werden durch den erfindungsgemäßen Vorschlag vermieden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass als Betätigungselement ein Anker eines Elektromagneten vorgesehen ist und das von einer stromdurchflossenen Spule erzeugte Magnetfeld als Antrieb den Anker bewegt beziehungsweise beschleunigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Antrieb für das Betätigungselement ein Elektromagnet vorgeschlagen. Auf den Anker beziehungsweise das Betätigungselement wirkt das Magnetfeld, welches von einem elektrischen Strom durchströmten Spule gebildet wird. Dies ist aber nicht die einzige Variante für die Realisierung eines Antriebes. Es ist zum Beispiel auch möglich, zum Beispiel als Antrieb ein Elektromotorprinzip oder auch ein Linearmotorprinzip in analoger Weise einzusetzen.
Geschickterweise ist die Fläche des Vorsteuerdüsensitzes kleiner, beziehungsweise erheblich kleiner als die Fläche des Hauptdüsensitzes, wobei insbesondere das Verhältnis der Flächen von Vorsteuerdüsensitz und Hauptdüsensitz kleiner 50%, bevorzugt kleiner 30%, insbesondere kleiner 20%, 10%, 5% oder 1% ist. Bevorzugte Realisierungsvarianten liegen dabei zum Beispiel auch in einem Intervallverhältnis von 0,5% beziehungsweise 1% bis 10%, bevorzugt auch in dem Intervall von 0,8% bis 2%.
Des Weiteren umfasst die Erfindung auch die Verwendung des vorbeschriebenen Gegenstandes für das Regeln beziehungsweise Steuern von Medienströme (zum Beispiel in flüssiger oder gasförmiger Phase), insbesondere von gasförmigen oder kalten beziehungsweise tiefkalten Medien unter hohem Druck, bevorzugt mehr als 500 bar, insbesondere mehr als 600 bar oder mehr als 700 bar. Als tiefkalte Medien werden dabei Medien angesehen, die kälter als –50°C oder –80°C oder –100°C sind.
Kalte Medien umfassen einen Temperaturbereich von +5°C bis –50°C.
In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
1a, 2a, 3a, 4a je in einer Schnittdarstellung das erfindungsgemäße Ventil in verschiedenen Schaltpositionen,
1b, 2b ein vergrößertes Detail der Lagerung des Betätigungselementes im Elektromagneten entsprechend der Markierung nach 1a beziehungsweise 2a,
1c, 2c, 3b und 4b in einem vergrößerten Detail der Vorsteuerdüse gemäß der Markierung nach 1a, 2a, 3a und 4a,
3c und 4c jeweils in einem Detail die Hauptdüse gemäß der Markierung nach 3a und 4a,
5 Kraft-Hub-Kennlinie gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik im Vergleich.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.
In 1a ist der grundsätzliche Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventils 1 schematisch dargestellt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt das Ventil 1 als Antrieb 7 einen Elektromagneten 7, der im oberen Bereich der Darstellung angedeutet ist. Der Aufbau des Elektromagneten 7 ist dabei wie üblich. Es ist eine Spule 71 vorgesehen, die eine Vielzahl von stromdurchfließbaren Drahtwicklungen trägt, das bei Bestromung der Spule 71 ein Magnetfeld ausbildet.
Im Inneren 72 der Spule 71 ist an einer Endseite ein Magnetkern 73 vorgesehen, der das Innere an einen Endbereich der Spule 71 vollständig ausfüllt und der Führung der Magnetfeldlinien dient. Im Inneren der Spule 71 wird der Magnetkern 73 begrenzt von einer Spaltfläche 74, unterhalb des Magnetkerns schließt sich an der Spaltfläche 74 der Ankerraum 75 an. Radial begrenzt wird der Ankerraum 75 durch ein Polrohr 76, das auf der Führung des Ankers beziehungsweise Betätigungselementes 6 dient.
Alternativ zu der vorbeschriebenen Ausgestaltung ist es aber auch möglich, dass der Magnetkern 73 mehrteilig ausgebildet ist. Diese Variante ist nicht gezeigt und wird hier nur kurz beschrieben. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass ein insbesondere einteilig ausgeführter Tubus vorgesehen ist, der die Spule 71 durchragt und in geeigneter Weise zum Beispiel durch entsprechende Verbindungs- oder Klemmelemente mit dem Spulenkörper lagestabil verbunden ist. Geschickterweise ist dabei der Tubus topfartig ausgebildet und besitzt an seinem, der Hauptdüse zugewandten Seite das Ventilteil 100 beziehungsweise bildet dieses aus, wobei insbesondere die einteilige Ausgestaltung erhebliche Vorteile bezüglich Dichtigkeit bringt.
Der Tubus umschließt dann auch den Ankerraum und ein in den Tubus eingesteckter Magnetkernteil beschreibt eine Spaltfläche, die, wie unten noch ausgeführt wird, den Luftspalt der elektromagnetischen Anordnung bestimmt.
Das zum Tubus separat ausgeführte Magnetkernstück ist eine Variante, die insbesondere eine Einstellbarkeit der Lage oder Größe des Luftspaltes ermöglicht, ohne aber die Erfindung hierauf zu beschränken. Es ist natürlich auch möglich, dass der Tubus, der üblicherweise als tiefgezogenes Bauteil ausgeführt ist, auch zerspanend hergestellt ist und eine entsprechende Sacklochbohrung aufweist, an der sich dann anschließend ein einstückig in den Tubus ausgebildeter Magnetkernbereich anschließt. Dabei ist dann die (in axialer Richtung, bezogen auf die Längsachse der Spule) Dicke des Magnetkernbereiches größere wie die in radialer Richtung hierzu gesehene Wandungsdicke des Tubusses.
In dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die Ankerfeder 78 sowie die Vorsteuerfeder 50 innerhalb des Spulenabschnittes, alternativ ist es aber auch möglich, die Ankerfeder 78 und die Vorsteuerfeder 50 außerhalb (oder am Rand) der Spule 71 und somit auch außerhalb des magnetischen Kreises anzuordnen, sie sind dann zum Beispiel in Richtung des Ventilteiles beziehungsweise Hauptdüse verschoben und befinden sich dann zwischen der Spule 71 und dem Hauptdüsensitz 20.
Im Ankerraum 75 ist das als Anker 70 ausgeführte Betätigungselement 6 längsbeweglich gelagert. Die Bewegungsrichtung 601 des Betätigungselementes 6/Ankers 70 ist dabei parallel zur Längsachse 77 der Spule 71, ohne hierauf die Erfindung zu beschränken. Es ist grundsätzlich möglich, für die Ausgestaltung des elektromagnetischen Konzeptes beziehungsweise der Ausgestaltung des Betätigungselementes 6 auch andere Alternativen vorzusehen, wie zum Beispiel einen Klappanker oder ähnliches.
Der in 1a gezeigte Elektromagnet 7 beziehungsweise Ventil 1 ist im stromlosen Zustand gezeigt. Diese stromlose Stellung des Elektromagneten korrespondiert dabei mit der geschlossenen Stellung des Ventils 1. Hierzu wirkt die Ankerfeder 78 auf das Betätigungselement 6/Anker 70 derart, dass das Betätigungselement 6/Anker 70 von der Spaltfläche 74 maximal entfernt ist und sich so ein entsprechender Luftspalt 79 ausbildet. Dieser Luftspalt 79 wird dabei einerseits begrenzt von der Spaltfläche 74 des Magnetkerns 73, andererseits von der (zur Spaltfläche 74 parallelen) Endfläche 60 des Betätigungselementes 6/Ankers 70, jeweils in axialer Richtung (bezogen auf die Längsachse 77) und in radialer Richtung hierzu von der Innenwandung des Polrohres 76. Das Polrohr 76 stößt dabei an den Magnetkern 73 an. Wird der Elektromagnet 7, insbesondere dessen Spule 71, bestromt, so wird das Betätigungselement 6/Anker 70 nach oben in Richtung des Magnetkerns 73, gegen die Kraft der Ankerfeder 78 angezogen und der Luftspalt 79 geschlossen. Die in axialer Richtung (bezogen auf die Längsachse 77) Breite des Luftspaltes 79 entspricht dabei dem Hub beziehungsweise der Hublänge des Betätigungselementes 6.
Die Ankerfeder 78 stützt sich dabei einerseits ab auf dem Bohrungsboden einer Sacklochbohrung 700 im Magnetkern 73. Andererseits ist an dem Betätigungselement 6/Anker 70 auf der dem Luftspalt 79 zugewandten Endfläche 60 eine kreisförmige Rille vorgesehen, die zur Führung des Federendes der Ankerfeder 78 dient, wodurch sich eine dornartige Erhebung ergibt, die in das Innere der Ankerfeder 78 einzutauchen vermag.
Die Ankerfeder 78 ist dabei geschickterweise koaxial zur Längsachse 77 orientiert, auch das Betätigungselement 6/Anker 70 sind zur Längsachse 77 koaxial orientiert.
In 1b ist ein vergrößerter Ausschnitt der Situation der Abstützung der Ankerfeder 78 an dem Betätigungselement 6/Anker 70 im Bereich des Luftspaltes 79 gezeigt.
Auf dem dem Luftspalt 79 abgewandten Ende des Betätigungselementes 6 schließt sich der Ventilteil 100 an. Der Ventilteil 100 umfasst dabei die Zuleitung 10, die Ableitung 11 und ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Teil des Polrohres 76 ausgebildet, ohne aber die Erfindung hierauf beschränken zu wollen. Das Ventilteil 100 kann alternativ zum Beispiel auch das Ventilgehäuse ausbilden, das Polrohr 76 kann auch Aufgaben oder Doppelfunktionen des Ventilgehäuses übernehmen.
Das Polrohr 76 hat somit eine Doppelfunktion, das einerseits das Ventilgehäuse mit definiert oder beschreibt und andererseits für die Funktionsweise des Elektromagneten 7 beziehungsweise des Antriebes vorgesehen ist. Insbesondere nimmt das Polrohr 76 das Betätigungselement 6/Anker 70 auf und erlaubt eine axiale (bezogen auf die Längsachse 77) Beweglichkeit des Betätigungselementes 6/Anker 70 entgegen der Kraft der Ankerfeder 78. Endseitig, an dem den Luftspalt 79 abgewandten Ende, ist in dem Polrohr 76 eine Begrenzungsschulter 701 vorgesehen, auch diese Begrenzungsschulter 701 begrenzt den Ankerraum 75. In axialer Richtung (bezogen auf die Längsachse 77) beschränkt diese Begrenzungsschulter 701 die Beweglichkeit des Betätigungselementes 6/Ankers 70 nach unten, also den Hub beziehungsweise die Hublänge, und legt somit (zusammen mit der Lage der Endfläche 60 und zusammen mit der axialen Länge des Ankers 70) auch die Luftspaltdicke des Luftspaltes 79 fest.
Das Betätigungselement 6/Anker 70 besitzt eine bezüglich der Längsachse 77 koaxial verlaufende Durchdringungsöffnung 61, die unterschiedliche Funktionen aufweist.
Im oberen, dem Luftspalt 79 zugewandten Ende, ist diese Durchdringungsöffnung 61 verschlossen von einem dornartigen Abschlussstück 62, auf dem sich die Ankerfeder 78 abstützt. Anstelle des Abschlussstückes 62 ist es aber auch möglich, anstelle der Durchdringungsöffnung 61 eine Sacklochbohrung auszuführen und auf der Endfläche 60 eine kreisrunde Rille einzudrehen.
Nach dem Abschlussstück 62, dem Luftspalt 79 abgewandt, schließt sich dann in der Durchdringungsöffnung 61 ein längerer, zylindrischer Bereich an, der nach unten hin durch die absatzartige Verengung 63 begrenzt ist.
Oberhalb, also zwischen der Verengung 63 und dem Abschlussstück 62 bildet sich somit ein (erster) Aufnahmeraum 64 als Teil der Durchdringungsöffnung 61 aus, der den Vorsteuerdüsenkörper 5 sowie die Vorsteuerfeder 50 aufnimmt. Der Vorsteuerdüsenkörper 5 ist in dem Aufnahmeraum 64 in Richtung der Längsachse 77 beweglich gelagert und stützt sich über die Vorsteuerfeder 50 an dem Abschlussstück 62 ab. Für eine optimale Führung und Abstützung der Vorsteuerfeder 50 ist im Bereich der Vorsteuerfeder 50 an dem Vorsteuerdüsenkörper 5 eine Einschnürung 51 vorgesehen. Dabei drückt die Vorsteuerfeder 50 den Vorsteuerdüsenkörper 5 in Richtung der Verengung 63.
In 1c ist detailliert die Situation im Bereich der Verengung 63 gezeigt. Der Vorsteuerdüsenkörper 5 ist stößelartig ausgebildet, das heißt seine Längserstreckung (in Richtung Längsachse 77) ist deutlich größer wie sein Durchmesser beziehungsweise Dicke. Im Bereich der Verengung 63 ist an dem Vorsteuerdüsenkörper ebenfalls ein, bezogen auf den mittleren Durchmesser, verschmälerter Überstand 52 angeordnet, der endseitig konusartig 53 ausläuft. Die Verengung 63 begrenzt eine Durchdringungsöffnung 65, die zum Beispiel zylinderartig ausgeführt ist. Der unterste Bereich des Vorsteuerdüsenkörpers 5, die Spitze 54 vermag durch die Durchdringungsöffnung 65 durchzuragen.
Zur Bildung des verjüngten Überstandes 52 ist an dem Vorsteuerdüsenkörper 5 ein ringartig umlaufender Absatz 55 vorgesehen. Die Anordnung ist so gewählt, dass dieser ringartige Absatz 55 auf der Verengung 63 aufzuliegen vermag, was aber in 1c nicht der Fall, es verbleibt ein deutlicher Abstand, obwohl in der hier gezeigten Stellung die Vorsteuerfeder 50 versucht, den Vorsteuerdüsenkörper 5 nach unten zu drücken, also den Absatz 55 nach unten in Richtung der Verengung 63 zu bewegen versucht. Diese Druckrichtung ist mit dem Pfeil 56 angedeutet. Die Bewegung des Vorsteuerdüsenkörpers 5 in Richtung des Pfeils 56 wird somit hier (im Gegensatz zu 2c) nicht von der Verengung 63 begrenzt, sondern von dem Zusammenwirken der Spitze 54 des Vorsteuerdüsenkörpers 5 auf dem Vorsteuerdüsensitz 30 der Vorsteuerdüse 3 (siehe 1c). So bleibt eine ausreichende Sicherheit, dass der Vorsteuerdüsenkörper 5 auch zuverlässig auf dem Vorsteuerdüsensitz 30 aufgedrückt ist, da eben der ringartige Absatz 55 noch ein gewisses Maß von der anschlagartig wirkenden Verengung 63 entfernt ist.
Unterhalb der Verengung 63 (vgl. 1a) schließt sich ein weiterer (zweiter) Aufnahmeraum 66 an. Dieser erstreckt sich über den Endbereich 67 des Betätigungselementes 6/Ankers 70. Dieser zweite Aufnahmeraum 66 dient zur Aufnahme des Dichtkörpers 4, der in der hier gezeigten Ausgestaltung eine Doppelfunktion hat. Einerseits dient der Dichtkörper 4 dazu, die Hauptdüse 2 zu öffnen und zu schließen, gleichzeitig bildet der Dichtkörper 4 aber auch an seinem inneren, oberen Ende (der Hauptdüse 2 abgewandten Seite) die Vorsteuerdüse 3 aus. Dabei wird die Vorsteuerdüse 3 gebildet von einer den Dichtkörper 4 längs durchdringenden Durchdringungsöffnung 49, zum Beispiel einer kanalartigen Bohrung. Diese verbindet die Vorsteuerdüse 3 mit der Ableitung 11.
Der Dichtkörper 4 ist stößelartig ausgebildet und besitzt eine flaschenartige Form. Der Teil des Dichtkörpers 4, der in dem zweiten Aufnahmeraum 66 angeordnet ist, besitzt einen größeren Durchmesser als der Vorsprung 41. Dieser dicke Bereich, nachfolgend auch Fußbereich 43 genannt, geht in einem absatzartigen Kragen 44 über in den halsartigen Vorsprung 41. Der Fußbereich 43 des Dichtkörpers 4 befindet sich in dem Aufnahmeraum 66, am Ende 67 des Betätigungselementes 6. Hieran schließt sich ein sich verjüngender halsartiger Vorsprung 41 an, der über das Ende, also die Abschlusskante 602 des Betätigungselementes 6, nach unten, von der Verengung 63 abgelegenen Seite hervorsteht. Der Vorsprung 41 mündet in eine Dichtspitze 42, die mit dem Hauptdüsensitz 20 zusammenwirkt.
Der Dichtkörper 4 ist in dem Aufnahmeraum 66 des Betätigungselementes 6 in Längsrichtung (bezogen auf die Längsachse 77) beweglich angeordnet. Die Kraft einer Druckfeder 40 wirkt auf den Dichtkörper 4 und drückt diesen in Richtung der Verengung 63.
Der halsartige Vorsprung 41 durchdringt dabei die Druckfeder 40, die sich einerseits an dem Kragen 44 und andererseits an einem allgemein feststehenden Teil, hier einen inneren Absatz 702 des Polrohres, abstützt. Wie bereits oben ausgeführt, übernimmt das Polrohr 76 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel auch gleichzeitig Aufgaben des Ventilgehäuses beziehungsweise begrenzt auch den das Medium führenden beziehungsweise leitenden Ventilkanal 12. Dabei befindet sich die Druckfeder 40 zwischen der mit dem Hauptdüsensitz 20 der Hauptdüse 2 zusammenwirkenden Dichtspitze 42 und dem Fußbereich 43 des Dichtkörpers 4.
Das erfindungsgemäße Ventil 1 dient zum Steuern respektive Regeln eines Mediumstromes, der unter Druck, gegebenenfalls auch unter erheblichen Druck, an der Zuleitung 10 anliegt. Zwischen Zuleitung 10 und der Ableitung 11 befindet sich die Hauptdüse 2. Verbunden ist die Zuleitung 10 und die Ableitung 11 durch einen Ventilkanal 12.
In der Zuleitung 10 steht somit ein Medium mit erheblichem Druck an, der Hauptdüsensitz 20 befindet sich an der Ableitung 11 des Ventils, das heißt das Öffnen der Hauptdüse 2 muss mindestens eine Öffnungskraft aufgebracht werden, die sich aus dem Produkt des in der Zuleitung 10 anstehenden Druckes und der Fläche des Hauptdüsensitzes 20 ergibt. Aufgrund der möglichst großen Nennweite des Ventils und somit auch der Hauptdüse 2 ergeben sich hieraus erhebliche notwendige Öffnungskräfte, die durch das Vorsteuerdüsenkonzept, wie es auch hier realisiert ist, deutlich reduziert werden.
In der in 1a gezeigten Anordnung ist der als Antrieb 7 wirkende Elektromagnet 7 unbestromt und das Ventil 1 in der geschlossenen Stellung. Sowohl die Hauptdüse 2, wie auch die Vorsteuerdüse 3 sind geschlossen. Die Ankerfeder 78 ist (teil-)entspannt, der Luftspalt 79 maximal. Die Ankerfeder 78 drückt das Betätigungselement 6/Anker 70 von der Spaltfläche 74 weg nach unten. Da die Dichtspitze 42 des Dichtkörpers 4 auf dem Hauptdüsensitz 20 ruht, liegt auch das obere Ende 45 (siehe 1c) des Dichtkörpers 4, welche an der der Dichtspitze 42 abgewandten Seite des Dichtkörpers 4 vorgesehen ist, satt an der den zweiten Aufnahmeraum 66 im Bereich der Verengung 63 begrenzenden Anlagefläche 68 an. So wirkt in direkter mechanischer Kopplung die (teil-)entspannte Ankerfeder 78 über das Betätigungselement 6/Anker 70, der Anlagefläche 68 und der Endfläche 45 auf den Dichtkörper 4, der mit seiner Dichtspitze 42 den Hauptdüsensitz 20 verschließt.
Wie in Bezug auf 1c bereits beschrieben, steht die Spitze 54 des Vorsteuerdüsenkörpers 5 etwas über die Verengung 63 hervor und somit in der hier gezeigten Stellung auch in den Dichtkörper 4 hinein. Die Federkonstanten sind dabei so gewählt, dass die Vorsteuerfeder 50 noch mit einer ausreichenden Kraft die Spitze 54 mit dem Dichtkörper 4 zusammenwirken lässt.
In 1a nicht gezeigt sind Ventilnebenkanäle, die eine kommunizierende Verbindung des Bereiches oder Raumes im Aufnahmeraum 66, an der Anlagefläche 68 mit dem Ventilkanal 12, insbesondere der Zuleitung 10 herstellt. Diese sind aber vorhanden und bewirken, dass der an der Zuleitung 10 anliegende Druck auch im Bereich der Vorsteuerdüse 3 anliegt, allerdings ist hier der wirksame Querschnitt deutlich geringer und die für das Öffnen der Vorsteuerdüse resultierende Öffnungskraft deutlich geringer. Realisiert werden diese Ventilnebenkanäle zum Beispiel durch Bohrungen oder Querbohrungen im Betätigungselement 6/Anker 70.
Die Hauptdüse 2 wie auch die Vorsteuerdüse 3 werden dabei gebildet von einem kanalartigen Bereich, der mit einem entsprechenden Sitz, im Fall der Hauptdüse 2 mit einem Hauptdüsensitz 20, im Fall der Vorsteuerdüse 3 mit einem Vorsteuerdüsensitz 30, abschließt. Auf dem Hauptdüsensitz 20 beziehungsweise dem Vorsteuerdüsensitz 30 findet dann die Verschließbewegung der jeweiligen Düse durch das Aufsetzen eines entsprechenden Dichtkörpers, einerseits des Dichtkörpers 4, andererseits des Vorsteuerdüsenkörpers 5, statt. Das spezielle bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist, dass der Dichtkörper 4 auch gleichzeitig die Vorsteuerdüse 3 ausbildet, das heißt, der Dichtkörper 4 besitzt eine Durchdringungsöffnung 49, die in dem hier gezeigten Beispiel koaxial zur Längsachse 77 verläuft und als Stufenbohrung ausgebildet ist. Der dickere Bereich dieser Durchdringungsöffnung 49 mündet im Bereich der Hauptdüse 2 in die Ableitung 11, der schmälere Bereich mündet in die Vorsteuerdüse 3 und wird im Vorsteuerdüsensitz 30 von dem Vorsteuerdüsenkörper 5 verschlossen. Dieser kleinere Querschnitt ist letztendlich bestimmend für die Öffnungskraft der Vorsteuerdüse 3.
In 2a ist die erste Hubphase, also der erste Schritt für das öffnen des Ventils gezeigt. Da der Aufbau des Ventils 1 sich gegenüber dem, was in 1a, b und c beschrieben worden ist, nicht verändert ist, werden hier nur auf die jeweiligen Veränderungen Bezug genommen. Die übrige Anordnung ist wie bei 1a, b, c beschrieben, dies gilt auch für die Erläuterung zur 3a, b, c beziehungsweise 4a, b, c.
Für diese erste Phase ist die Spule 71 bestromt. Der Anker 70 beziehungsweise das Betätigungselement 6 bewegt sich nach oben, der Luftspalt 79 (vgl. 2b und 1b) verkleinert sich. Die Ankerfeder 78 wird gespannt. Sowohl die Vorsteuerdüse 3, wie auch die Hauptdüse 2 sind nach wie vor geschlossen. Es ist gut zu erkennen, dass die Bewegung des Ankers 70/Betätigungselementes 6 nach oben (siehe Pfeil 69 in 2b) zu einer Änderung im Bereich der Vorsteuerdüse 3 geführt hat, da die Endfläche 45 des Dichtkörpers 4 nunmehr nicht mehr satt an der Anlagefläche 68 an der Verengung 63 anliegt, sondern von dieser nach unten beabstandet ist, dies resultiert aus der Beweglichkeit des Dichtkörpers 4 in dem Betätigungselement 6/Anker 70 beziehungsweise Ankerraum 66, der größer bemessen ist, wie die axiale Länge des Fußbereiches 43 des Dichtkörpers 4. Nach wie vor ist aber sowohl die Vorsteuerdüse 3, wie auch die Hauptdüse 2, verschlossen. In dem sich jetzt ausbildenden Raum 600 herrscht auch der an der Zuleitung 10 anliegende Druck. Auch dieser Druck stellt sicher, dass Vorsteuerdüse 3 und Hauptdüse 2 nach wie vor geschlossen sind.
In 2c ist gut zu erkennen, dass nunmehr der Absatz 55 des Vorsteuerdüsenkörpers 5 auf der schulterartigen Verengung 63 anliegt beziehungsweise aufliegt.
Man erkennt in 2a, dass immer noch ein minimaler, aber vorhandener Luftspalt 79 zwischen der Endfläche 60 des Betätigungselementes 6/Ankers 70 und der Spaltfläche 74 besteht. Das bedeutet, dass der Anker 70/Betätigungselement 6 seine Endlage noch nicht komplett erreicht hat, das heißt, seinen kompletten Hub beziehungsweise Hublänge noch nicht ausgeführt hat.
Diese Situation ist in 3a nun erreicht. Es ist gut zu erkennen, dass die Endfläche 60 an der Spaltfläche 74 satt aufliegt, die Ankerfeder 78 ist gespannt, die Spule 71 selbstverständlich bestromt.
Mit 3b ist jetzt hier nicht mehr, wie in 2b oder 1b, die Situation am Luftspalt 79 beschrieben, sondern 3b zeigt jetzt, analog zu den 1c und 2c, die Situation an der Vorsteuerdüse 3, die nunmehr geöffnet ist.
Es ist gut zu erkennen, dass die Spitze 54 des Vorsteuerdüsenkörpers 5 von dem Vorsteuerdüsensitz 30 abgehoben ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die sich an der Verengung 63 ausbildende Schulter an dem Absatz 55 des Vorsteuerdüsenkörpers 5 anliegt und diesen nach oben abzieht.
In 2c war der Zeitpunkt gezeigt, wo gerade der Absatz an der Verengung 63 mit dem Absatz 55 des Vorsteuerdüsenkörpers 5 in Kontakt tritt, in 3b wird über diesen Kontakt eine entsprechende Bewegung und Abhebkraft aufgebracht. Diese Aufhebkraft resultiert aus der Bewegung des Betätigungselementes 6/Ankers 70 und öffnet die Vorsteuerdüse 3.
Es erfolgt nun durch die geöffnete Vorsteuerdüse 3 und der Durchdringungsöffnung 49 ein Fluten der Ableitung 11, was einhergeht mit einem entsprechenden Abbau der Druckdifferenz zwischen Zuleitung 10 und Ableitung 11. Für das Öffnen der Vorsteuerdüse muss ein Kraftniveau aufgebracht werden, das sich aus der Druckdifferenz über der Vorsteuerdüse multipliziert mit der Fläche des Vorsteuerdüsensitzes ergibt. Natürlich sind hierbei auch noch entsprechende Reibungs- und Federkräfte und so weiter zu berücksichtigen. Nachdem die Vorsteuerdüse 3 geöffnet ist, fällt das Kraftniveau wieder auf das Niveau bei 2a, b, c.
Zu beachten ist in 3a, dass nach wie vor der Dichtkörper 4, insbesondere dessen Dichtspitze 42 satt und abdichtend auf dem Hauptdüsensitz 20 der Hauptdüse 2 ruht. Im Vergleich zwischen 3a und 2a beziehungsweise 1a ist gut zu erkennen, dass sich die Lage des Dichtkörpers 4 im Ventil (also in Bezug auf den Hauptdüsensitz 20) nicht geändert hat, aber das Betätigungselement 6/Anker 70 vom Hauptdüsensitz 20 sich entfernt hat, also insbesondere nicht mehr an der Begrenzungsschulter 701 des Polrohres 76 anliegt. Dies resultiert aus der freien Beweglichkeit des Dichtkörpers 4 in der endseitig (67) vorgesehenen Aufnahmeraum 66 des Betätigungselementes 6.
Zum Zeitpunkt, zu dem Vorsteuerdüse und Hauptdüse 2 geschlossen sind, wirkt der an der Zuleitung 10 anliegende Druck über die Fläche des Hauptdüsensitzes 20 und verschließt die Hauptdüse 2. Dieser hier resultierenden Schließkraft entgegengerichtet ist die Federwirkung der gespannten Druckfeder 40, die an dem Kragen 44 des Dichtkörpers 4 angreift.
Nachdem die Vorsteuerdüse 3 geöffnet ist, bildet sich der Druckunterschied kontinuierlich zurück, damit reduziert sich auch die die Hauptdüse 2 verschließende Kraft. Gleichwohl bleibt aber die Kraft der Druckfeder 40 bestehen und sorgt dann für eine von der Bewegung des Betätigungselementes 6 beziehungsweise Ankers 70 unabhängig erfolgende Öffnung der Hauptdüse 2.
Da durch den Druckausgleich die von dem Druck des Mediums auf die Dichtkörper 4 beziehungsweise den Hauptsitz 20 oder Vorsteuerdüsensitz 30 wirkenden Kräfte schwinden, erfolgt eine Öffnungsbewegung des Dichtkörpers 4 und zwar in Richtung des Luftspaltes 79 (der nach wie vor geschlossen ist, da auch die Spule 71 nach wie vor bestromt ist). Bei dieser Bewegung gemäß dem Pfeil 69a (vgl. 4b) wird die Vorsteuerdüse 3 wieder geschlossen, was aber unkritisch ist, da die Hauptdüse 2 geöffnet ist. Dabei liegt nun die Endfläche 45 des Dichtkörpers 4 wieder satt an der Anlagefläche 68 an.
Soll nun das Ventil von seiner geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung gebracht werden, so wird die Spule 71 stromlos gestellt, das heißt, das das Betätigungselement 6/Anker 70 bewegende Magnetfeld wird abgeschaltet. Der vorher gespannte Ankerfeder 78 (teil-)entspannt sich und drückt das Betätigungselement 6/Anker 70 von der Spaltfläche 74 ab, der Luftspalt 79 entfaltet sich und das Betätigungselement 6 wird von der Spaltfläche 74 wie auch der daran mechanisch gekoppelte Dichtkörper 4 entfernt, der Dichtkörper 4 liegt über seine Endfläche 45 satt an der Anlagefläche 68 des Betätigungselementes 6 an und überträgt diese Bewegung unmittelbar auf den Dichtkörper 4, der auf den Hauptdüsensitz 20 gelangt und somit die Hauptdüse 2 wieder verschließt. Da vorher bereits die Vorsteuerdüse 3 geschlossen ist, ist das gesamte Ventil 1 dann wieder gesperrt.
Abschließend ist in 5 in einem Kraft-Hub-Diagramm die Vorzüge der Erfindung gegenüber den Lösungen des Standes der Technik gezeigt. Die Kraft-Hub-Kennlinie des Elektromagneten ist mit MK gekennzeichnet, die Notation in dieser Grafik ist so gewählt, dass der geschlossene Luftspalt maximaler (100%) Hublänge entspricht.
Unterhalb der X-Achse für den Hub ist, bezogen auf die Erfindung (E), die relative Hublänge gezeigt, ausgehend von dem geöffneten Zustand des Ventils, also dem unbestromten Zustand, bei welchem der Anker 70/das Betätigungselement 6 maximal von der Spaltfläche 74 entfernt ist und so die Hublänge definiert, in dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zum Beispiel 1,2 mm Hub. Es fällt auf, dass die Kraft-Hub-Kennlinie des erfindungsgemäßen Vorschlages E ein höheres Kraftpotential besitzt, wie die bekannte Lösung nach dem Stand der Technik (SdT). Grundsätzlich ist es möglich, dass die Krafthöhen oder Kraftwerte gleich sind, in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel begründet sich die höhere Kraft bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag E dadurch, dass die eingesetzten Federn bezüglich ihrer Federkonstanten Toleranzen aufweisen, die hier kompensiert sind, und zu einem höheren Kraftwert führt.
In dieser Grafik werden weitere Vorteile der Erfindung deutlich:

1. Zunächst ist bei gleicher Nennweite des Ventils der resultierende Hub bei der erfindungsgemäßen Lösung (E) gegenüber der Lösung nach dem Stand der Technik (SdT) um ca. 20% kürzer.
2. Es ist auch gut zu erkennen, dass bei der Lösung nach dem Stand der Technik die erforderliche Kraft zum Öffnen der Vorsteuerdüse (siehe Spitze S₁) zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Öffnungsbewegung erfolgt und erheblich oberhalb des aufgrund der Magnetkraftlinie MK zur Verfügung stehenden Kraftpotential liegt. Daher wurde in den Lösungen nach dem Stand der Technik die Dynamik, also die kinetische Energie beziehungsweise der Impuls des Betätigungselementes zum „Aufreißen” der Vorsteuerdüse 3 genutzt. Allerdings führte dies, wie eingangs beschrieben, zu der größeren notwendigen Hublänge und den damit verbundenen Nachteilen.

Eindrucksvoll erreicht aber der erfindungsgemäße Vorschlag E, dass die Kraftspitze S₂, die mit dem Zeitpunkt des Öffnens der Vorsteuerdüse 3 korrespondiert, hier zu einem sehr viel späteren Zeitpunkt, nämlich bei ca. 75% der Hublänge (allgemein zwischen 40%, 50% bis 95% oder 99% der Hublänge) erfolgt. Da die Öffnungsbewegung der Hauptdüse und die notwendige Energie nicht mehr aus unmittelbaren Bewegung des Betätigungselementes während des Öffnungsprozesses abzuleiten ist, sondern von der erfindungsgemäße vorgeschlagenen Druckfeder 40 abgeleitet ist, gelingt es somit, den Zeitpunkt für das Öffnen der Vorsteuerdüse 3 in einem Bereich des Bewegungskonzeptes des Betätigungselementes 6/Ankers 70 zu legen, wo dieser insbesondere günstiger durch die sowieso zur Verfügung stehende Magnetkraft MK geleistet werden kann.
Ist die Kraftspitze S₁ der Vorsteuerdüsenöffnung nach dem Stand der Technik noch deutlich höher, wie das zu diesem Zeitpunkt zur Verfügung stehende Kraftpotential MK des Elektromagneten, ist die Kraftspitze S₂ nach der Erfindung geringer als die zu diesem Zeitpunkt beziehungsweise Ankerstellung zur Verfügung stehende Kraftpotential MK des Elektromagneten. Dies eröffnet Spielraum für Anwendungssicherheit beziehungsweise Kostenreduktion, da mit kleiner zu dimensionierenden Elektromagneten beziehungsweise Spulen das gleiche Öffnungsergebnis erreicht werden kann.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.
Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinanderkombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.

Claims

Ventil, bestehend aus einer zwischen Zu- und Ableitung (10, 11) angeordneten Hauptdüse (2) und einer Vorsteuerdüse (3), wobei die Hauptdüse (2) einen Hauptdüsensitz (20) aufweist, der von einem Dichtkörper (4) verschließbar ist und die Vorsteuerdüse (3) einen Vorsteuerdüsensitz (30) aufweist, der von einem Vorsteuerdüsenkörper (5) verschließbar ist, und das Ventil (1) ein zwischen einer, der geschlossenen Stellung des Ventils (1) entsprechenden ersten Position und einer, der geöffneten Stellung des Ventils (1) entsprechenden zweiten Position bewegbares Betätigungselement (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerdüsenkörper (5) als vom Betätigungselement (6) separat ausgeführtes Bauteil ausgebildet ist, und der Vorsteuerdüsenkörper (5) gegen die Kraft einer Vorsteuerfeder (50) relativ zum Betätigungselement (6) beweglich angeordnet ist, der Dichtkörper (4) als vom Betätigungselement (6) separat ausgeführtes Bauteil ausgebildet ist, und der Dichtkörper (4) gegen die Kraft einer Druckfeder (40) relativ zum Betätigungselement (6) beweglich angeordnet ist, und in der geöffneten Stellung des Ventils (1) die Druckfeder (40) ein Abheben des Dichtkörpers (4) von dem Hauptdüsensitz (20) bewirkt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (6) entlang einer Hublänge durch einen Antrieb (7) des Betätigungselementes (6) von der ersten in die zweite Stellung bewegt wird, und zunächst der Vorsteuerdüsenkörper (5) vom Vorsteuerdüsensitz (30) abgehoben wird und hernach die Druckfeder (40) den Dichtkörper (4) vom Hauptdüsensitz (20) abhebt und das Betätigungselement (6) in der zweiten Hälfte der Hublänge, bevorzugt im letzten Drittel oder letzten Viertel der Hublänge, den Vorsteuerdüsenkörper (5) vom Vorsteuerdüsensitz (30) abhebt.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zu- und Ableitung (10, 11) ein Ventilkanal (12) vorgesehen ist und die Haupt- beziehungsweise Vorsteuerdüse (2, 3) im Ventilkanal (12) angeordnet sind und/oder zwischen Zu- und Ableitung (10, 11) ein Ventilkanal (12) und zusätzlich ein Ventilnebenkanal vorgesehen ist und die Hauptdüse (2) im Ventilkanal (12) und die Vorsteuerdüse (3) im Ventilnebenkanal angeordnet ist, wobei insbesondere der Ventilnebenkanal zumindest teilweise im Betätigungselement (6), zum Beispiel als Bohrung oder Querbohrung im Betätigungselement (6), angeordnet ist und/oder sich die Vorsteuerfeder (50) beim Öffnen der Vorsteuerdüse (3) entspannt.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (4) den Vorsteuerdüsensitz (30) trägt und die Vorsteuerdüse (3) den Dichtkörper (4) durchdringt und in die Hauptdüse (2) mündet und/oder der Dichtkörper (4) im vorderen, der Hauptdüse (2) zugewandten Ende (67) des Betätigungselementes (6), parallel zur Bewegungsrichtung (601) des Betätigungselementes (6) beweglich gelagert ist oder der Dichtkörper (4) im Ventilteil (100) beweglich gelagert ist und/oder der Dichtkörper (4) über das Ende (67) des Betätigungselementes (6), insbesondere in den Ventilkanal (12) hineinragend, vorsteht und/oder der Dichtkörper (4) aus einem Elastomer, Thermoplast, Metall oder Keramik besteht und/oder der Dichtkörper (4) sich gegenüber dem Hauptdüsensitz (20) zentrierend ausgebildet ist und/oder der mit dem Hauptdüsensitz (20) zusammenwirkende Bereich des Dichtkörpers (4) konisch oder zumindest halbkugelartig ausgestaltet ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Druckfeder (40) einerseits am, insbesondere den Ventilkanal (12) aufnehmenden Ventilgehäuse oder Ventilteil (100) und andererseits am Dichtkörper (4) abstützt und/oder die Druckfeder (40) als Kegelfeder oder Zylinderfeder ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerdüsenkörper (5) in einer Längsbohrung des Betätigungselementes (6) angeordnet ist und/oder der Vorsteuerdüsenkörper (5) zwischen Vorsteuerfeder (50) und Dichtkörper (4) angeordnet ist und/oder der Vorsteuerdüsenkörper (5) als Dichtkugel oder als Vorsteuerstößel ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vorsteuerfeder (50) einerseits am Betätigungselement (6) und andererseits am Vorsteuerdüsenkörper (5) abstützt.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen, insbesondere einteilig ausgeführten Tubus, der das Betätigungselement (6) aufnimmt und lagert, und der Tubus insbesondere das Ventilteil (100) ausbildet.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) zum Regeln beziehungsweise Steuern von Medienströmen insbesondere gasförmigen oder kalten beziehungsweise tiefkalten Medien unter hohem Druck, bevorzugt mehr als 500 bar, insbesondere mehr als 600 bar oder mehr als 750 bar dient und/oder dass als Betätigungselement (6) ein Anker (70) eines Elektromagneten (7) vorgesehen ist und das von einer stromdurchflossenen Spule (71) erzeugte Magnetfeld als Antrieb den Anker (70) bewegt beziehungsweise beschleunigt.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Vorsteuerdüsensitzes (30) kleiner, beziehungsweise erheblich kleiner ist als die Fläche des Hauptdüsensitzes (20), wobei insbesondere das Verhältnis der Flächen von Vorsteuerdüsensitz (30) und Hauptdüsensitz (20) kleiner 50%, bevorzugt kleiner 30%, insbesondere kleiner 20%, 10%, 5% oder 1% ist.