DE102019107268A1 - Ventilvorrichtung - Google Patents

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Janusz Zurke
Oliver Paul
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Abstract

Aus dem Stand der Technik sind Ventilvorrichtungen mit einem Gehäuse (20), das einen Einlass (22) und einen Auslass (24) aufweist, einem Strömungskanal (26), der zwischen dem Einlass (22) und dem Auslass (24) ausgebildet ist, einem im Gehäuse (20) ausgebildeten Ventilsitz (28), einem Regelkörper (30), der eine Dichtfläche (32) aufweist und auf den Ventilsitz (28) absetzbar sowie von diesem abhebbar ist, Durchgangsbohrungen (40), die im Regelkörper (30) ausgebildet sind und die die dem Einlass (22) zugewandte Seite des Regelkörpers mit einem Raum (34) an der dem Einlass (22) abgewandten Seite des Regelkörpers (30) verbinden, einem Aktor (50), der einen Kern (52), eine Spule (54), einen Spulenträger (56), ein Joch (58) und einen Anker (59) aufweist, wobei der Anker (59) mit dem Regelkörper (30) gekoppelt und mit diesem bewegbar ist, bekannt. Um eine kostengünstige, einfach zu fertigende und robuste Ventilvorrichtung, die vor Verunreinigungen geschützt ist, zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass ein Partikelschutzschirm (60) mit dem Regelkörper (30) einstückig ausgebildet ist, wobei eine Projektionsfläche (62) des Partikelschutzschirms (60) in Axialrichtung auf den Regelkörper die Enden (42) der Durchgangsbohrungen (40) im Regelkörper (30) überdeckt, und wobei die Enden (42) aller Durchgangsbohrungen (40) zumindest teilweise axial beabstandet zum Partikelschutzschirm (60) angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung mit einem Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist, einem Strömungskanal, der zwischen dem Einlass und dem Auslass ausgebildet ist, einem im Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz, einem Regelkörper, der eine Dichtfläche aufweist und auf den Ventilsitz absetzbar sowie von diesem abhebbar ist, Durchgangsbohrungen, die im Regelkörper ausgebildet sind und die die dem Einlass zugewandte Seite des Regelkörpers mit einem Raum an der dem Einlass abgewandten Seite des Regelkörpers verbinden, einem Aktor, der einen Kern, eine Spule, einen Spulenträger, ein Joch und einen Anker aufweist, wobei der Anker mit dem Regelkörper gekoppelt und mit diesem bewegbar ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind derartige Magnetventile für die Regelung eines Gasstromes bekannt. Hierbei dienen im geschlossenen Zustand des Ventils die Durchgangsbohrungen im Regelkörper dem Druckausgleich zwischen der dem Ventilsitz zugewandten und der dem Ventilsitz abgewandten Seite des Regelkörpers. Auf diese Weise wird ein ungewolltes Öffnen des Ventils im Falle eines erhöhten Totaldrucks im Einlassstutzen der Ventilvorrichtung verhindert und eine Unempfindlichkeit bei Pulsationen erreicht. Ein mit Verunreinigungen wie beispielsweise Partikeln beladener Medienstrom kann allerdings die Bohrungen des Regelkörpers durchströmen und die Verunreinigungen können sich allmählich in den Bohrungen und dem Raum hinter den Bohrungen ablagern. Schreitet ein solcher Vorgang voran, können die Bohrungen verstopfen und die Druckausgleichsfunktion des Regelkörpers versagen. Des Weiteren kann eine Schwergängigkeit des Ventils folgen, wenn sich Partikel im Gleitbereich zwischen der Führungshülse und den beweglichen Ventilteilen setzen.
  • In der Patentliteratur sind verschiedene druckausgeglichene Ventile beschrieben. So wird beispielsweise in der DE 10 2012 010 140 A1 ein Ventil offenbart, dessen Ventilglied mit Strömungsdurchgängen versehen ist, die einen Durchtritt des Gasstroms zur Herstellung eines Druckausgleichs zwischen der dem Dichtsitz zugewandten und der dem Dichtsitz abgewandten Seite des Ventilglieds erlauben. In der DE 10 2016 120 551 B4 wird ebenfalls ein mit Druckausgleichsbohrungen ausgeführtes Magnetventil für eine Verbrennungskraftmaschine beschrieben.
  • Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Ventilvorrichtungen bekannt, deren Stellglieder mehrteilig ausgeführt sind. Insbesondere sind die Stellglieder mit einer zusätzlichen Dichtung versehen, um den Einlassstutzen des Ventils effizient vom Auslassstutzen im geschlossenen Zustand zu trennen. So wird beispielsweise in der DE 10 2015 202 477 A1 ein Gasventil offenbart, das einen Dichtungsträger aufweist, an welchem eine Elastomerdichtung angeordnet ist, die auf den Ventilsitz aufsetzbar ist.
  • Bei den bekannten Ausführungen besteht der Nachteil, dass das Eindringen von Verunreinigungen in die Durchgangsbohrungen des Regelkörpers nicht zuverlässig reduziert wird. Hierdurch ist die Druckausgleichsfunktion des Regelkörpers gefährdet. Dies wiederum kann darin resultieren, dass die Ventilvorrichtung ihre Funktionsfähigkeit einbüßt, was durch Leckage von der Einlass- zur Auslassseite der Ventilvorrichtung oder eine eingeschränkte Beweglichkeit zum Tragen kommt. Darüber hinaus sind die bekannten Ausführungsformen von Regelkörpern produktionsaufwendig, da sie die Herstellung mehrerer Regelkörperkomponenten aus unterschiedlichen Materialien erfordern, welche anschließend in einem gesonderten Fertigungs- oder Montageprozess miteinander verbunden werden. Die Vielzahl der Produktionsschritte geht mit erhöhten Kosten einher. Ferner sind diese Regelkörper im Ventilbetrieb wenig robust, da zwischen den einzelnen Komponenten eines mehrteiligen Regelkörpers mögliche Leckagepfade entstehen und einzelne Bestandteile bei höheren Drücken abgelöst werden können.
  • Es stellt sich daher die Aufgabe, eine robuste und kostengünstige Ventilvorrichtung zu schaffen, die die Funktionsfähigkeit, insbesondere die Druckausgleichsfunktion und Beweglichkeit des Regelkörpers aufrechterhält, indem das Eindringen von Verunreinigungen in und durch die Durchgangsbohrungen des Regelkörpers reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass ein Partikelschutzschirm mit dem Regelkörper einstückig ausgebildet ist, wobei eine Projektionsfläche des Partikelschutzschirms in Axialrichtung auf den Regelkörper die Enden der Durchgangsbohrungen im Regelkörper überdeckt, und wobei die Enden aller Durchgangsbohrungen zumindest teilweise axial beabstandet zum Partikelschutzschirm angeordnet sind, wird ein robuster Regelkörper geschaffen, der einfach und kostengünstig in einem einzelnen Produktionsschritt hergestellt werden kann. Ferner reduziert der Partikelschutzschirm das Eindringen und die Ablagerung von Verunreinigungen in den Durchgangsbohrungen im Regelkörper, indem er eine direkte Anströmung der Bohrungen verhindert.
  • Vorzugsweise besteht der Regelkörper aus einem Elastomer. Dieser Kunststoff erlaubt eine einfache Herstellung in einem Vulkanisationsverfahren. Zudem gewährleisten Elastomere aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Dichtfläche des Regelkörpers und dem Ventilsitz im Gehäuse.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung handelt es sich bei dem Elastomer um Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM). EPDM ist durch eine sehr große Temperaturbeständigkeit gekennzeichnet. Der Einsatztemperaturbereich des Elastomers erstreckt sich von -60 °C bis +160 °C. Des Weiteren weist EPDM eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien auf. Damit ist dieser Kunststoff auch gegen Wasserdampf und heißes Wasser sowie Kältemittel widerstandsfähig.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung weist eine Bewegungseinheit auf, die aus dem Anker des Aktors und dem Regelkörper besteht, und im geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung auf der dem Einlass zugewandten Seite die gleiche in Axialrichtung druckwirksame Fläche aufweist wie auf der dem Einlass abgewandten Seite des Regelkörpers. Das durch die Ventilvorrichtung zu fördernde Medium gelangt sowohl im geschlossenen, als auch im geöffneten Zustand des Ventils durch die Durchgangsbohrungen des Regelkörpers in einen volumenveränderlichen Raum, der auf der dem Aktor zugewandten Seite des Regelkörpers ausgebildet ist. Insbesondere im geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung ist jedoch von Bedeutung, dass sich das Medium innerhalb einer Hülse, die den Anker hermetisch umschließt, weiter ausbreitet und diesen ebenfalls mit dem Mediendruck beaufschlägt. So ergibt sich, dass die druckwirksame Fläche der Bewegungseinheit aus Anker und Regelkörper in Axialrichtung im geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung derart gestaltet ist, dass sich die rein aus dem Mediendruck resultierenden Axialkräfte auf die Bewegungseinheit aufheben. Zusammenfassend ergibt sich bei Nichtbestromung des Elektromagneten lediglich eine durch eine Schraubenfeder ausgeübte Axialkraft auf den Regelkörper, dessen Dichtfläche durch die Federkraft auf den Ventilsitz gepresst wird, wodurch der Strömungskanal verschlossen wird.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Abschnitt des Regelkörpers als Dichtung zwischen dem Raum auf der dem Aktor zugewandten Seite des Regelkörpers und dem Auslass der Ventilvorrichtung dient. Diese Dichtung liegt auf der Innenseite einer Führungshülse translatorisch bewegbar gegen diese an und verhindert, dass im geschlossenen Zustand des Regelkörpers eine Leckage von der Einlassseite des Ventils zur Auslassseite erfolgt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die obengenannte Dichtung einstückig mit dem Regelkörper ausgebildet. Hierbei handelt es sich um einen lokal radial hervorstehenden und umlaufenden Bereich am Umfang des Regelkörpers, der auf der Innenseite der Führungshülse anliegt und auf diese Weise die Abdichtung zwischen dem Auslassstutzen und dem dem Aktor zugewandten Raum des Regelkörpers gewährleistet.
  • Vorzugsweise verlaufen die Durchgangsbohrungen im Regelkörper axial. Diese Konstruktion gestattet einen guten Schutz gegen das Eindringen von mit dem Medienstrom geführten Verunreinigungen in die Bohrungen, da der stromaufwärts der Bohrungen angeordnete Partikelschutzschirm parallel zu den Enden der Durchgangsbohrungen verläuft. Zudem sind gerade und axial verlaufende Bohrungen einfach herstellbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der Anker des Aktors und der Regelkörper unmittelbar mittels eines Koppelglieds miteinander verbunden. Das Koppelglied ist hierbei mit dem elektromagnetisch betätigten Anker translatorisch bewegbar und überträgt seine Bewegungsenergie auf den Regelkörper, um den Öffnungsquerschnitt des Ventils am Ventilsitz und damit die Durchflussmenge des Mediums zu regeln.
  • In einer hierauf aufbauenden und bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Befestigung zwischen dem Koppelglied und dem Regelkörper über eine als Kugelgelenk ausgebildete Verbindung. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass mögliche Schiefstellungen des Regelkörpers und damit einhergehend Leckageverluste zwischen dem Ein- und Auslassstutzen verhindert werden, da die kugelgelenkige Verbindung in Verbindung mit der axial-translatorischen Bewegung des Koppelglieds stets ein optimales Aufsitzen der Dichtfläche des Regelkörpers auf dem Ventilsitz gewährleistet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Enden der Durchgangsbohrungen auf der dem Einlass zugewandten Seite des Regelkörpers radial innerhalb des Ventilsitzes positioniert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Medium im geschlossenen Zustand des Ventils durch die Bohrungen gelangen und der Regelkörper hierdurch seine Druckausgleichsfunktion wahrnehmen kann.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Partikelschutzschirm kegelförmig ausgebildet. Dabei ist die Kegelspitze dem Einlass der Ventilvorrichtung zugewandt, sodass die Strömungsführung von den Bohrungen abgelenkt wird und der Druckverlust infolge Fluidströmung aufgrund der Kegelform gering ist. Insbesondere unterbindet der Partikelschutzschirm das direkte Eindringen von Verunreinigungen in die Durchgangsbohrungen und in den volumenveränderlichen Raum, welcher sich auf der dem Aktor zugewandten Seite des Regelkörpers befindet, da der Partikelschutzschirm die Durchgangsbohrungen in axialer und somit Strömungsrichtung überdeckt.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Anker innerhalb einer Hülse angeordnet und in dieser translatorisch bewegbar ist. Die besagte Hülse dichtet den Elektromagneten gegen das Medium ab, um Schäden am Elektromagneten zu verhindern. Des Weiteren schützt sie den Aktor und seine Bestandteile vor den eventuellen thermischen und chemischen Eigenschaften des Mediums und dient als Gleitfläche für den Anker.
  • Vorzugsweise befindet sich zwischen einem axialen Vorsprung des Gehäuses und einer Führungshülse des Regelkörpers ein O-Ring. Dieser fungiert als Dichtung und trennt den Aktor vom Medium, um etwaige Schäden an Aktorbestandteilen beispielsweise durch Korrosion zu unterbinden. Wie üblich sollte der O-Ring hierbei aus einem elastischen Material gefertigt sein, um eine möglichst optimale Abdichtung zu gewährleisten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Führungshülse des Regelkörpers und die den Anker umgebende Hülse einstückig ausgebildet. So wird der Produktionsaufwand verringert, da ein Bauteil weniger gefertigt wird. Außerdem wird der Montageprozess erleichtert und beschleunigt sowie die Dichtigkeit erhöht.
  • Es wird somit eine robuste Ventilvorrichtung geschaffen, die einfach und kostengünstig zu fertigen ist. Die Montage des erfindungsgemäßen Regelkörpers wird vereinfacht und seine Betriebseigenschaften werden verbessert. Die Durchgangsbohrungen des Regelkörpers werden vor Verstopfung bewahrt und so wird durch die Erfindung insgesamt die Funktionalität der Ventilvorrichtung verbessert. Darüber hinaus wird über die gesamte Lebensdauer ein zuverlässiges Schließen, auch bei Druckschwankungen, gewährleistet.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
    • 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung in geschnittener Darstellung.
    • 2 zeigt eine Seitenansicht eines Regelkörpers der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus 1 in geschnittener Darstellung.
  • Die in 1 dargestellte Ventilvorrichtung 10 besteht aus einem Gehäuse 20, das seinerseits aus einem Strömungsgehäuse 21 und einem Aktorgehäuse 23 besteht, in dem ein Aktor 50 angeordnet ist.
  • Der Aktor 50 weist einen im Aktorgehäuse 23 angeordneten Kern 52, eine Spule 54, einen Spulenträger 56, ein Joch 58 und einen Anker 59 auf. Hierbei ist der Regelkörper 30 mittels eines Koppelglieds 70 mit dem Anker 59 verbunden und mit diesem bewegbar ausgeführt. Über einen Stecker 91 kann die Spule 54 bestromt werden, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird. Infolge einer elektromagnetisch induzierten Kraft wird der Anker 59 hierdurch vom Kern 52 angezogen, wodurch die translatorische und axiale Bewegung des Koppelglieds 70 und somit auch des Regelkörpers 30 verursacht wird.
  • Das Strömungsgehäuse 21 weist einen Einlass 22 und einen Auslass 24 auf, über die ein Medium 11 der Ventilvorrichtung 10 zu- und von dieser wieder abgeführt werden kann. Hierbei ist der Einlass 22 mit dem Auslass 24 fluidisch über einen Strömungskanal 26 verbunden. Der Strömungskanal 26 wird indessen weitgehend durch den Einlassstutzen 25 und den Auslassstutzen 27 des Strömungsgehäuses 21 ausgebildet.
  • Am stromabwärts liegenden Ende des Einlassstutzens 25 und am Übergang zum Auslassstutzen 27 der Ventilvorrichtung 10 ist ein in Bezug auf eine Regelkörperachse 38 axial hervorstehender Vorsprung ausgebildet, welcher als Ventilsitz 28 dient und einen regelbaren Durchströmungsquerschnitt 31 radial begrenzt. Der Ventilsitz 28 ist zudem vollumfänglich radial umlaufend, um ein effizientes Verschließen der Ventilvorrichtung 10 zu gewährleisten.
  • Auf den Ventilsitz 28 kann ein translatorisch bewegbarer Regelkörper 30 bzw. eine Dichtfläche 32 des Regelkörpers 30 aufgesetzt werden. Durch den Kontakt des Ventilsitzes 28 mit der Dichtfläche 32 des Regelkörpers 30 kann die Ventilvorrichtung 10 geschlossen und die Strömung des Mediums 11 unterbunden werden. Ausgehend vom geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung 10 kann durch Betätigung des Aktors 50 und die daraus folgende axiale Bewegung des Ankers 59 der Regelkörper 30 vom Ventilsitz 28 abgehoben werden. Auf diese Weise kann der Durchströmungsquerschnitt 31 freigegeben werden, wobei durch das Ausmaß der axialen Bewegung des Regelkörpers 30 der Massen- bzw. Volumenstrom des Mediums 11 geregelt werden kann. Ausgehend vom offenen Zustand der Ventilvorrichtung 10 kann der Regelkörper 30 erneut auf den Ventilsitz 28 aufgesetzt werden.
  • Der aus einem Elastomer 33 gefertigte Regelkörper 30 ist einstückig und materialeinheitlich ausgebildet und weist Durchgangsbohrungen 40 auf. Das Besondere am Regelkörper 30, das gleichzeitig Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist ein kegelförmiger Partikelschutzschirm 60, welcher ebenfalls einstückig mit dem Regelkörper 30 ausgebildet ist und die Durchgangsbohrungen 40 in Axialrichtung betrachtet verdeckt. Hierbei sind der Partikelschutzschirm 60 und seine Kegelspitze 61 dem Einlass 22 der Ventilvorrichtung 10 zugewandt. Diese Form gewährleistet eine optimale Strömungsumlenkung und einen sanfteren Übergang des vom Einlassstutzen 25 anströmenden Mediums 11 samt den Partikeln in Richtung Auslassstutzen 27, da die Geometrie des Regelkörpers 30 hin zu einer stromlinienförmigeren Geometrie angepasst ist. Des Weiteren wird der Medienstrom von den Durchgangsbohrungen 40 weggelenkt. Auf diese Weise wird der Strömungswiderstand des Regelkörpers 30 im geöffneten Zustand der Ventilvorrichtung 10 in Abgrenzung zum gleichen Regelkörper 30 ohne Partikelschutzschirm 60 verbessert. Durch diese Geometrie kann der Energieaufwand eines das Medium 11 fördernden Verdichters oder einer Pumpe geringfügig aber messbar gesenkt werden. Zudem kann durch eine weitere Optimierung der Geometrie des kegelförmigen Partikelschutzschirms 60 im Bedarfsfall der Energieverbrauch des Verdichters oder der Pumpe weiter reduziert werden.
  • Der Regelkörper 30 ist darüber hinaus auf seiner dem Einlass 22 abgewandten Seite mit dem Koppelglied 70 verbunden. Das dem Regelkörper 30 zugewandte Ende des Koppelglieds 70 ist weitgehend kugelig ausgeführt, wobei der Durchmesser des kugeligen Endes größer ist als die übrigen Durchmesser des Koppelglieds 70 in seinen sich axial erstreckenden Bereichen. Korrespondierend zur Form des weitgehend kugelig ausgeführten Endes des Koppelglieds 70 ist der Befestigungsbereich im Regelkörper 30 ausgestaltet. Dieser ist konkav bzw. ausgehöhlt und nimmt das kugelige Ende des Koppelglieds 70 auf, um eine formschlüssige Verbindung herzustellen. Dabei ist am Regelkörper 30 ein sich radial nach innen erstreckender Vorsprung 37 ausgebildet, welcher ein schadenfreies Einschnappen des Koppelglieds 70 in den elastischen Regelkörper 30 während des Montagevorgangs sicherstellt.
  • Sowohl in die Durchgangsbohrungen 40 des Regelkörpers 30, als auch durch die Durchgangsbohrungen 40 des Regelkörpers hindurch zu einem auf der dem Einlass 22 abgewandten Seite des Regelkörpers 30 ausgebildeten und angeordneten volumenveränderlichen Raum 34 kann zu jedem Zeitpunkt das Medium 11 gelangen. Die Größe des Raums 34 korreliert hierbei mit der axialen Position des Regelkörpers 30. Dabei liegt ein als Dichtung 36 wirkender Abschnitt des Regelkörpers 30 radial innerhalb einer Führungshülse 82 an und gleitet entlang dieser in Axialrichtung. Die Dichtung 36 verhindert hierbei eine Leckage vom Einlassstutzen 25 in den Auslassstutzen 27.
  • In 1 ist die Führungshülse 82 mit einer im Aktorgehäuse 23 angeordneten Hülse 84 einstückig ausgebildet. Das Medium 11, das in den Raum 34 gelangt, kann über Spalte in die Hülse 84 im Aktorgehäuse 23 gelangen. Die gleichmäßige Verteilung des Mediums 11 innerhalb der Führungshülse 82, der Hülse 84, des Raums 34, der Durchgangsbohrungen 40 des Regelkörpers 30 sowie im Strömungskanal 26 stellt die Druckausgleichfunktion einer Bewegungseinheit 90, die aus dem Anker 59 und dem Regelkörper 30 besteht, sicher. Hierfür sind die in Axialrichtung druckwirksamen Flächen der Bewegungseinheit 90 derart konstruiert, dass der Regelkörper 30 im geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung 10 keine Axialkraft infolge des Mediums 11 erfährt. Lediglich eine ursprünglich durch den Aktor 50 induzierte und durch eine Schraubenfeder 55 ausgeübte Axialkraft auf den Regelkörper 30, dessen Dichtfläche 32 hierdurch auf den Ventilsitz 28 gepresst werden kann, verschließt den Strömungskanal 26 vollständig und verhindert so eine Strömung bzw. Förderung des Mediums 11. Als axial druckwirksame Flächen im geschlossenen Zustand des Regelkörpers 30 dienen dabei auf der dem Einlass 22 zugewandten Seite des Regelkörpers 30 die gesamte dem Einlass zugewandte Oberfläche des Partikelschutzschirms 60 sowie derjenige radial innenliegende Teil der Dichtfläche 32 des Regelkörpers 30, welcher durch den umlaufend angeordneten Ventilsitz 28 begrenzt wird. Auf der dem Aktor 50 zugewandten Seite des Regelkörpers 30 hingegen dienen alle radial innerhalb der durch die Dichtung 36 definierten Kreisfläche liegenden Flächen des Regelkörpers 30, welche eine senkrecht zur Regelkörperachse 38 verlaufende Komponente besitzen, als axial druckwirksame Flächen. Als zusätzliche, axial druckwirksame Fläche auf der dem Aktor 50 zugewandten Seite des Regelkörpers 30 ist die kreisförmige Grundfläche des Koppelglieds 70 zu berücksichtigen, auf der der hydrostatische Druck des Mediums 11 wirkt, das sich durch Spalte zum Anker 50 ausbreitet.
  • Partikel, die durch Spalte innerhalb der Führungshülse 82 ins Aktorgehäuse 23 gelangen, können sich auch hier ablagern. Die Folgen hiervon können vielfältiger Natur sein. Zunächst können sich die Partikel zwischen zwei relativ zu einander bewegbar angeordneten Bauteilen, wie beispielsweise dem Anker 59 und der Führungshülse 82, festsetzen und Schwergängigkeit der bewegbaren Bauteile nach sich ziehen. Ferner kann es zu Riefenbildung an den Bauteilen mit anschließenden Funktionseinschränkungen kommen. In Extremfällen mit einem beispielsweise stark verschmutztem Medium 11 mit größeren Partikeln ist ein vollständiges Festklemmen und damit einhergehend ein Funktionsausfall bestimmter Bauteile der Ventilvorrichtung 10 nicht auszuschließen. Diese Gefahr wird durch die Anordnung des Partikelschutzschirms zu den Durchgangsbohrungen deutlich reduziert.
  • Um eine Abdichtung des Mediums 11 gegen Bestandteile des Aktors 50 zu gewährleisten, ist darüber hinaus zwischen dem radial äußeren Bereich der Führungshülse 82 und dem axial angeordneten Gehäusevorsprung 29 ein O-Ring 80 angeordnet. So wird der Aktor 50 vor chemischen und physikalischen Eigenschaften des Mediums 11 geschützt.
  • Die Ventilvorrichtung 10 im Gehäuse 20 kann mittels der in 1 dargestellten Befestigungsaugen 92 an umgebenden Bauteilen befestigt werden.
  • Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung ist kostengünstig in der Herstellung und robust im Betrieb. Sie erhält die Druckausgleichsfunktion des Regelkörpers aufrecht, indem das Eindringen von Verunreinigungen in den Regelkörper deutlich reduziert wird.
  • Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des vorliegenden Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Beispielsweise kann die Kopplung zwischen dem Anker und dem Regelkörper anders ausgeführt sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012010140 A1 [0003]
    • DE 102016120551 B4 [0003]
    • DE 102015202477 A1 [0004]

Claims (14)

  1. Ventilvorrichtung (10) mit einem Gehäuse (20), das einen Einlass (22) und einen Auslass (24) aufweist, einem Strömungskanal (26), der zwischen dem Einlass (22) und dem Auslass (24) ausgebildet ist, einem im Gehäuse (20) ausgebildeten Ventilsitz (28), einem Regelkörper (30), der eine Dichtfläche (32) aufweist und auf den Ventilsitz (28) absetzbar sowie von diesem abhebbar ist, Durchgangsbohrungen (40), die im Regelkörper (30) ausgebildet sind und die die dem Einlass (22) zugewandte Seite des Regelkörpers mit einem Raum (34) an der dem Einlass (22) abgewandten Seite des Regelkörpers (30) verbinden, einem Aktor (50), der einen Kern (52), eine Spule (54), einen Spulenträger (56), ein Joch (58) und einen Anker (59) aufweist, wobei der Anker (59) mit dem Regelkörper (30) gekoppelt und mit diesem bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Partikelschutzschirm (60) mit dem Regelkörper (30) einstückig ausgebildet ist, wobei eine Projektionsfläche (62) des Partikelschutzschirms (60) in Axialrichtung auf den Regelkörper die Enden (42) der Durchgangsbohrungen (40) im Regelkörper (30) überdeckt, und wobei die Enden (42) aller Durchgangsbohrungen (40) zumindest teilweise axial beabstandet zum Partikelschutzschirm (60) angeordnet sind.
  2. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkörper (30) aus einem Elastomer (33) besteht.
  3. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (33) ein Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk (35) ist.
  4. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungseinheit (90), bestehend aus dem Anker (59) und dem Regelkörper (30), im geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung (10) auf der dem Einlass (22) zugewandten Seite die gleiche in Axialrichtung druckwirksame Fläche aufweist wie auf der dem Einlass (22) abgewandten Seite des Regelkörpers (30).
  5. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Regelkörpers (30) als Dichtung (36) zwischen dem Raum (34) an der dem Einlass (22) abgewandten Seite des Regelkörpers (30) und dem Auslass (24) der Ventilvorrichtung (10) dient.
  6. Ventilvorrichtung (10) nach ein Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (36) einstückig mit dem Regelkörper (30) ausgebildet ist.
  7. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (40) axial verlaufen.
  8. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (59) mittels eines Koppelglieds (70) mit dem Regelkörper (30) verbunden ist.
  9. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Koppelglied (70) und dem Regelkörper (30) als Kugelgelenk ausgebildet ist.
  10. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (42) der Durchgangsbohrungen (40) im Regelkörper (30) auf der dem Einlass (22) zugewandten Seite des Regelkörpers (30) radial innerhalb des Ventilsitzes (28) angeordnet sind.
  11. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelschutzschirm (60) kegelförmig ausgebildet ist, wobei die Kegelspitze dem Einlass (22) zugewandt ist.
  12. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (59) innerhalb einer Hülse (84) translatorisch bewegbar angeordnet ist.
  13. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung (10) einen O-Ring (80) zwischen einer Führungshülse (82) des Regelkörpers (30) und einem axial angeordneten Gehäusevorsprung (29) aufweist.
  14. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (82) des Regelkörpers (30) und die den Anker (59) zumindest teilweise umgebende Hülse (84) einstückig ausgebildet sind.
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