DE2820911A1 - Ventilanordnung - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPU-ING. COOO MÜNCHEN 22

KARL H. WAGNER CEWÜRZMÜHL.SRASSE 5

POSTFACH 246

EATON CORPORATION, 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114, V.St. A.

Ventilanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf druckbetätigte Abschaltventile der Bauart, die durch öffnen eines Pilot-oder Steuerventils gesteuert werden, d.h. eines Ventils, welches einen wesentlich kleineren Strömungsdurchsatz besitzt als das Hauptventil, um so einen Fluß ohne Hammern in den Strömungsdurchlässen einzuleiten. Ventile dieser Bauart sind beispielsweise in den folgenden U.S. Patentschriften beschrieben: 3 593 956, 3 593 957 und 3 672 627. Beim Aufbau eines bekannten pilotgesteuerten Abschaltventils sitzt ein Hauptventilglied auf einem Ventilsitz zwischen dem Ventileinlaß und -auslaß. Das Hauptventilglied ist an einer auf Druck ansprechenden Membran befestigt, welche die Einlaßseite des Ventils in zwei Kammern unterteilt, die miteinander durch einen Anzapf- oder Ablaßdurchlaß zur Membran verbunden sind. Wenn das Hauptventil geschlossen ist, so wird der Druck vom Einlaß in den beiden Kammern ausgeglichen. Ein Pilot- oder Steuerdurchlaß ist durch das Hauptventilglied verlaufend vorgesehen und ist durch ein normalerweise geschlossenes Pilotventil abgedichtet. Eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung öffnet bei Erregung das Pilotventil und gestattet den Fluß von einer der Strömungsmittelkammern durch den Pilotdurchlaß zum Auslaß des Ventils. Der Abfluß von der stromabwärts gelegenen Kammer und durch den Pilotdurchlaß zum

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Ventilauslaß erzeugt eine Druckdifferenz an der Membran, die darauffolgend das Hauptventilglied öffnet. Wenn sich das Hauptventilglied infolge der Druckkräfte bewegt, so trifft das Hauptventilglied auf das Pilotventilglied auf, wenn das Pilotventil sich nicht über einen hinreichenden Abstand gegenüber dem Pilotsitz am Hauptventil bewegt hat, an dem das Pilotventilglied in seiner Schließstellung sitzt.

Bei einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung zur Bewegung des Pilotventils verwendeten bekannte Ventilkonstruktionen eine Ankerkammer, die strömungsmittelmäßig mit einer der durch die Membran gebildeten Kammern in Verbindung stand, wobei das Pilotventil darinnen enthalten war. Ein Anker ist innerhalb der Pilotventilkammer angeordnet und mit dem Pilotventil derart verbunden, daß die Bewegung des Ankers das Pilotventil öffnet. Polstücke sind um die abgedichtete Kammer herum derart angeordnet, daß der Luftspalt zwischen dem Ende des Polstücks und dem Anker die Null- oder Maximum-Kraftposition des Ankers in seiner Bewegung definiert. Eine Spule ist um das Polstück herum angeordnet und bewegt bei Erregung den Anker in die Null-Position und öffnet das Pilotventil um eine dem Ankerhub entsprechende Größe. Bei dieser Art einer Betätigungsvorrichtungsanordnung muß der Anker eine beträchtliche Bewegung ausführen, damit das Pilotventil in der Öffnungsposition derart positioniert werden kann, daß die Bewegung des Hauptventils durch die Druckkräfte an der Membran nicht das Schließen des Pilotventils bewirkt, was das Schließen des Hauptventils zur Folge hätte.

Wenn der Luftspalt hinreichend groß gemacht ist, damit der erforderliche Ankerhub zur Bewegung des Pilotventils über den gewünschten Abstand von dessen Sitz vorhanden ist, so wird eine große magnetomotorische Kraft von dem in der Spule fliessenden Strom erforderlich, damit die Ankerbewegung bewirkt werden kann. Die Forderung nach einem relativ langen Ankerhub und einer hohen magnetomotorischen Kraft bedeutet eine beträchtliche Anzahl von Windungen in der Spule für eine gegebene elektrische Quelle oder eine größere elektrische Leistung für eine gegebene Anzahl von Windungen, wodurch sich eine Begrenzung hinsichtlich der Verminderung der Größe und der Leistungsan-

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forderungen bei der Betätigungsspule ergaben.

Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung sieht eine Lösung für das oben erläuterte Problem vor, nämlich bei der Konstruktion eines druckbetätigten Pilotsteuerabschaltventils mit einer minimalen Größe und minimalen Leistungsanforderungen für die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung zur Einleitung der Öffnung des Pilotventils für ein druckbetätigtes Ventil.

Die Erfindung sieht ein druckbetätigtes Membranhauptventil vor, mit einem Anzapfloch zum Druckausgleich" an der Membran, wenn sich das Ventil in der Schließstellung befindet. Das Ventil besitzt einen hindurchverlaufenden Pilotdurchlaß mit einem daran anliegenden beweglichen Pilotventil, und zwar normalerweise in die Schließstellung vorgespannt, um den Strömungsmittelfluß durch den Pilotdurchlaß zu verhindern. Ein abgedichtetes Gehäuse umschließt das Pilotventil und Führungsmittel innerhalb des Gehäuses. Ein Anker ist beweglich in den Führungsmitteln aufgenommen und betriebsmäßig zur Bewegung mit dem Pilotventil verbunden. Ein ferromagnetisches Polstück ist um das Gehäuse herum angeordnet und definiert den Luftspalt zwischen dem Pol und dem Anker. Eine elektrische Spule ist um das Polstück herum vorgesehen und bei Erregung derSpule wird der Anker veranlaßt, sich über einen bestimmten Abstand hinwegzubewegen, bis Kontakt mit Anschlagmitteln erfolgt. Die Anschlagmittel weisen Mittel zur Begrenzung der Öffnung des Pilotventils bezüglich dessen Sitz auf dem Membranventil auf. Bei der darauffolgenden Öffnung des Hauptventils kommt das Hauptventil bei seiner Bewegung mit Stoppmitteln in Berührung und bewirkt die fortgesetzte Bewegung des Ankers und Pilotventils. Die Stoppmittel weisen Mittel auf, um das Schließen des Pilotventils dann zu verhindern, wenn die Ankermittel durch die Bewegung des Hauptventils bewegt werden.

Die Erfindung macht somit eine beträchtlich verminderte magnetomotorische Kraft zur Bewegung der Ankermittel erforderlich, da der Anker sich nicht über einen Abstand gleich dem Gesamthub des Hauptmembranventils bewegen muß, sondern die Ankermittel be-

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wegen sich nur über einen vorbestimmten Abstand zu Stoppmitteln, die darauffolgend mit dem Hauptventil bewegbar sind, und wobei diese Stoppmittel das Pilotventil in einer vorbestimmten Öffnungsstellung während der darauffolgenden Bewegung des Hauptmembranventils halten.

Die Erfindung sieht somit ein einzigartiges Gebilde für ein pilotsteuerdruckbetätigtes Abschaltventil vor, bei welchem nur eine kleine elektrische Spule zur Betätigung des Pilotventils erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Ventil gestattet die Anordnung derPilotventilbetätigungsvörrichtung mit einem beträchtlich verminderten Luftspalt in den elektromagnetischen Betätigungsuitteln, und somit wird eine größere Betätigungskraft am Pilotventil für eine gegebene Anzahl von Spulenwicklungen und elektrische Eingangsleistung sichergestellt. Der verminderte Luftspalt und die erhöhte Pilotbetätigungskraft reduzieren das Auftreten eines Verlusts der Pilotöffnungskraft und das unbeabsichtigte Schließen des Pilotventils und das darauffolgende Abschalten des Hauptventils infolge von Änderungen der zum öffnen des Pilotventils angelegten magnetomotorischen Kraft.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene aufgebrochene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ventilanordnung;

Fig. 2 eine Endansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 gesehen von den Linien 2-2 der Fig. 1 aus;

Fig. 3 eine Teilansicht ähnlich Fig. 1, wobei die Position der Anker- und Stoppmittel bei anfänglicher öffnung des Pilotventils dargestellt sind;

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Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit den Anker- und Ventilglied-Positionen bei vollständig offenem Hauptventil.

Wie man in Fig. 1 erkennt, besitzt die Ventilanordnung 10 einen Hauptkörper oder ein Gehäuse 11 mit einem Einlaßnippel 12 mit einer Einlaßbohrung 14, die mit einer im Körper 11 ausgebildeten Pilot- oder Steuerkammer 16 in Verbindung steht. Der Körper besitzt einen darauf ausgebildeten Auslaßnippel 20 mit einem Auslaßdurchlaß 18, der damit in Verbindung steht, um Strömungsmittel dann abzugeben, wenn die Ventilanordnung 10 erregt ist. Die Pilotkammer 16 ist von einer Anzapfkammer 24 durch eine flexible Membran 22 getrennt, die vorzugsweise aus einem Elastomermaterial gebildet ist. Eine Anzapfzumeßöffnung 26 verläuft durch die Membran, um den Druckausgleich zwischen der Pilotkammer 16 und der Anzapfkammer 24 zu gestatten, wobei der Durchlaß 26 eine hinreichend verminderte Größe aufweist, um einen substantiellen Druckabfall zwischen Pilotkammer 16 und Anzapfkammer 24 vorzusehen, wenn sich das Ventil in der Öffnungsstellung für seine Abgabe durch Auslaßdurchlaß 18 befindet. Die Anzapfkammer ist teilweise durch ein Führungsglied 28 gebildet, welches ein langgestrecktes Teil mit einer darin vorgesehen zylindrischen Bohrung 30 aufweist, welch letztere mit der Anzapfkammer 24 in Verbindung steht.

Das Führungsglied 28 besitzt einen verbreiterten Teil 32 am rechten Ende (Fig. 1), der eine ringförmige Ausnehmung 34 aufweist, die über dem äußeren Wulst 23 der Membran 22 aufgenommen ist, und die Ausnehmung 34 dichtet den Wulst 23 der Membran gegenüber einer entsprechenden ringförmigen, im Körper 11 vorgesehen Wulstausnehmung 36 ab. Der verbreiterte Teil 32 des Führungsglieds wird im Körper 11 gehalten, um mit dem Wulst 23 der Membranströmungsmittel-Druckabdichtanordnung in Eingriff zu kommen, um den Durchtritt des .Strömungsmittels nach aussen darum herum von der Pilotkammer zur Anzapfkammer zu verhindern. Der Zentralbereich oder die Mittelzone der Membran

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besitzt einen verdickten Teil 38, in dem der Anzapfdurchlaß ausgebildet ist, wobei darinnen auch eine Mittelöffnung 40 vorgesehen ist. Ein Ventil- oder Kopfglied 42 besitzt eine ringförmige Nut 44, wobei der Boden oder die Unterseite des Ventilglieds 42 derart bemessen ist, daß dann, wenn die Öffnung 40 der Membran darüberliegt, die Öffnung sich in einem gestreckten Zustand befindet, um einen Druckabsichteingriff des Ventilglieds mit der Membranöffnung 40 vorzusehen. Das Ventilglied dient somit zur Versteifung des Zentralbereichs 38 der Membran, um eine Ventilsitzoberfläche an der rechten Stirnfläche 39 in Fig. 1 vorzusehen. Das Ventilglied weist"ein Pilot- oder Steuerelement 46 auf, welches derart bemessen ist, daß es nach Art einer Gleitpassung in der Auslaßbohrung 18 aufgenommen wird. Wenn gewünscht, kann das Ventilglied-Pilotelement eine Vielzahl von Radialausnehmungen 48 aufweisen, um den Strömungsmitteldurchgang zu gestatten, und um das Ankleben des Pilotelements in der Bohrung 18 zu verhindern.

Die Auslaßbohrung 18 im Körper wird in einem Vorsprung 50 gebildet, der sich in die äußere Kammer 16 erstreckt, und der Vorsprung 50 endet in einem Ventilsitz 52, gegen welchen die Membranstirnfläche 39 vorgespannt ist, um den Verschluß des Pilotdurchlasses von der Auslaßbohrung 18 vorzusehen. Durch das Ventilglied verläuft ein mittiger Pilotdurchlaß 54, wobei das Ventilglied aus einem starren Material besteht, und die linke Stirnfläche des Ventilglieds (Fig. 1) einen sich hindurcherstreckenden Pilotdurchlaß besitzt. Der Pilotventilsitz 56 ist am Ausgang des Pilotdurchlasses 54 und der linken Stirnfläche des Ventilglieds ausgebildet, wobei die radial nach aussen gegenüber dem Ventilsitz liegende Ringzone in der linken Stirnfläche des Ventilglieds in der Form einer Nut 6o derart hinterdreht ist, daß sich der Ventilsitz 56 nach links zur Bildung eines Pilotventilsitzvorsprungs erstreckt. Das Pilotventilglied 58 besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material, wie beispielsweise elastomeren oder plastizierbaren Kunststoffmaterialien.

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Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Körper 11 und Führungsglied 28 aus einem im wesentlichen starren Material hergestellt, wie beispielsweise aus einem nichtmagnetischen Metall oder einem nicht plastifizierbaren Kunststoffmaterial.

Über dem Führungsglied 28 sitzt ein Paar rohrförmiger Polstücke 62 und 64 aus ferromagnetischem Material und mit Axialabstand derart angeordnet, daß ein Luftspalt zwischen den Enden 64a und 62a dieser Stücke gebildet wird. Ein zylindrischer Spulenkörper 66 aus einem geeigneten, nichtmagnetischen Material sitzt über den Polstücken 62 und 64 eng -passend und wird darauf durch einen geeigneten Bügel 68 gehalten, der am Körper 11 durch geeignete Befestigungselemente 70 befestigt ist. Der Spulenkörper enthält eine Spule oder Wicklung 72 mit der gewünschten Anzahl von Windungen aus elektrischem Leiter, wobei der Leiter in isolierten Klemmen 74 und 76 (vgl. Fig. 2) endet, wobei diese Klemmen zur Verbindung mit einer externen elektrischen Leistungsquelle dienen.

In der Bohrung 30 des Führungsglieds 28 befindet sich eine Ankeranordnung 78 in Längsrichtung entweder nach links oder rechts (Fig. 1) bewegbar. Die Ankeranordnung weist ein unteres rohrförmiges Glied 80 aus ferromagnetischem Material auf und wird in einem Käfigglied 82 von rohrförmiger Gestalt aus nichtmagnetischem Material, wie beispielsweise Aluminium oder Kunststoff, aufgenommen und darauf durch irgendwelche geeigneten Mittel, wie beispielsweise durch Senken bei 83, festgehalten. Das rechte Ende 85 des oberen Ankerteils 80 ist nach innen gebogen und besitzt mittig darinnen ausgebildet eine öffnung 84. Ein zweiter oder unterer Ankerteil 86 ist gleitend in einem rohrförmigen Käfigglied 82 aufgenommen, wobei das linke Ende 87 nach innen umgebogen ist, und zwar mit einer im umgebogenen Ende vorgesehenen öffnung 88, angeordnet mit einem vorbestimmten Abstand 90 gegenüber dem benachbarten rechten Ende 85 des oberen Ankers. Das rechte Ende 89 des unteren Ankers 86 ist ebenfalls radial nach innen umgebogen und besitzt eine öffnung 92 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Aussen-

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umfang des Pilotventils 58. Das rechte Ende 89 des Käfigglieds 82 ist ebenfalls radial nach innen umgelegt und besitzt darinnen ausgebildet eine Öffnung, um den Vorsprung 56 für den Pilotventilsitz freizulegen, aber kleiner als der Aussendurchmesser des unteren Ankerteils 86. Der untere Ankerteil 86 ist somit im Käfigglied 82 eingeschlossen, kann sich aber frei in Längsrichtung darin über den Abstand 90 hinweg bewegen. Der untere Ankerteil berührt in seiner am weitesten rechts gelegenen Extremposition mit dem rechten Ende 89 das rechte umgebogene Ende des Käfigs 82. In der am weitesten links gelegenen Position (vgl. Fig. 3) steht der untere Ankerteil 86 mit dem linken umgebogenen Ende 87 in Berührung mit dem entsprechenden benachbarten rechten umgebogenen Ende 85 des oberen Ankerteils 80.

Ein langgestreckter Führungsstift 94 ist im unteren Ankerteil aufgenommen, wobei sich das linke Ende des Führungsstifts durch die Öffnungen 88 und 84 in den umgebogenen Enden der oberen und unteren Ankerteile erstreckt, wobei das Ende des Führungsstiftes einen erhabenen Vorsprung 96, vorgesehen am linken Ende des äußeren Führungsglieds 28, berührt. Der Führungsstift 94 besitzt einen ringförmigen Kragenteil 98, dessen linke Stirnfläche sich in Berührung mit der inneren Stirnfläche des linken umgebogenen Teils 87 des unteren Ankers befindet. Das rechte Endes des Führungsstiftes 94 nimmt darauf eine Vorspannfeder 100 auf, die miteinem Ende mit der rechten Stirnfläche des Kragens 98 und mit dem entgegengesetzten Ende mit der Stirnfläche des Pilotventils 58 in Berührung steht, wobei sich die Feder in einem zusammengedrückten Zustand derart befindet, daß das Ende des Führungsstiftes 94 gegen das Ende des VorSprungs 96 gedrückt wird, und in Reaktion darauf sitzt das Pilotventil 58 am Sitz Die Reaktionskraft des Pilotventilglieds 58 am Sitz 56 drückt das Ventilglied 42 nach rechts, um so zu bewirken, daß die Membran an der Sitzoberfläche 52, wie in Fig. 1 gezeigt, sitzt,

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auf welche Weise das Pilotventil 58 und das Hauptventil 52 in der Schließstellung gehalten werden. Das rechte umgekappte Ende des Käfigs 82 und das umgekappte oder umgebogene Ende 89 des unteren Ankerteils 86 besitzen eine kombinierte Dicke von weniger als der Axialausdehnung des Pxlotsxtzvorsprungs 56, so daß der untere Ankerteil und Käfig 82 frei in Längsrichtung schweben, wenn das Pilotventil 58 gegen seinen Sitz 56 vorgespannt ist.

In Fig. 3 ist die Ankeranordnung in der Betriebsstellung dargestellt, die bei der anfänglichen Erregung der Spule eingenommen wird. In Fig. 3 hat die durch den Stromfluß in der Spule (in Fig. 3 aus Gründen der Klarheit weggelassen) erzeugte magnetomotorische Kraft den unteren Ankerteil 86 nach links bewegt, bis das umgebogene Ende 87 des Ankerteils 86 mit dem benachbarten umgebogenen Ende 85 des oberen Ankerteils 80 in Berührung steht. Die Bewegung des unteren Ankerteils 86 veranlaßt das rechte umgebogene Ende 89 desselben, das Pilotventil 58 aus seinem Sitz 56 um eine Größe herauszuheben, die gleich dem Abstand 90 (vgl. Fig. 2) ist, wodurch die Vorspannung der Feder 100 überwunden wird. Der Führungsstift 94 wird in seiner Position durch den Anschlag 96 gehalten, und der Kragen 98 ist mit seiner linken Stirnfläche mit Abstand gegenüber dem umgebogenen Ende 87 des unteren Ankerteils 86 angeordnet, und zwar um eine Größe gleich dem Abstand 90 in Fig. 2. Die weiter zusammengedrückte Feder 100 hält das Pilotventilglied 58 gegen die innere oder linke Stirnfläche des rechten umgebogenen Endes 89 des unteren Ankerteils 86 vorgespannt.

Wenn sich das Pilotventil 58 in der in Fig. 3 gezeigten Position befindet, so wird das Strömungsmittel in der Anzapfkammer 24 durch den Pilotdurchlaß 54 abgegeben und gelangt nach aussen durch den Auslaßdurchlaß 18. Der StrömungsmitteIfluß durch den Pilotdurchlaß 54 bewirkt den Druckabfall in .Kammer 24, was eine

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Strömung durch den Anzapfdurchlaß 26 zur Folge hat, was eine Einschränkung, verglichen mit der Strömung durch Pilotdurchlaß 54, erzeugt. Die Strömungseinsehränkung durch den Anzapfdurchlaß 26 bei offenem Pilotventil resultiert in einem niedrigeren Strömungsmitteldruck in der Kammer 24 als in der Kammer 16, was eine Druckdifferenz an der Membran 22 zurFolge hat.

Das Druckdifferential zwischen den Kammern 24 und 16, welches an der Membran 22 auftritt, veranlaßt die Membran, ihren Mittelteil 38 und Stirnfläche 39 vom Hauptventilsitz 52 anzuheben und die Membran und Ventilglied 42 nach links zu bewegen, was die Strömungs von Kammer 16 über Hauptventilsitz 52 direkt in den Auslaß 18 gestattet.

In Fig. 4 sind Ventilelement und Membranmittelteil 38 in der vollständig offenen Position dargestellt, wobei sich das Ventilglied in seiner extrem linken Position befindet. Die linke Stirnfläche des Ventilglieds 42 liegt somit an der Innenoberfläche 102 des Führungsglieds 28 derart an, daß die Membransitzoberfläche 39 in ihrem vollsten Ausmaß vom Hauptventilsitz 52 angehoben wird, was gestattet, daß Strömungsmittel von der Kammer 16 über den Ventilsitz 52 fließt, und zwar durch die im Pilotteil des Ventilglieds ausgebildeten Ausnehmer und durch den Auslaßdurchlaß 18.

Wenn sich das Ventilglied 42 aus der geschlossenen, in Fig. 1 gezeigten Position in die in Fig. 4 gezeigte Position nach links bewegt, so kommt der Boden der Ventilgliednut 60 mit dem rechten Ende 82a des rohrförmigen Käfigs 82 in Eingriff und bewegt die Ankeranordnung 78 nach links mit fortgesetzter Bewegung des Ventilglieds 42. Wenn die linke Stirnfläche des Ventilglieds 42 an der Oberfläche 102 des Führungsglieds zur Anlage kommt, so ist das Pilotventilglied 58 vorgespannt, und zwar mit einer erhöhten Kraft durch die zusätzliche Kompression der Feder 100 gegen die Innenoberfläche des Endes 89 des unteren Anker-

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abschnitts 86.

In der vollständig geöffneten Position verbleibt die Ankeranordnung 78 in der in Fig. 4 gezeigten Position, wobei das Pilotventil 58 gegenüber seinem Sitz 56 durch die magnetomotorische Kraft der Spule versetzt ist. Während die Spule erregt ist/ hält die magnetomotorische Kraft das Ende 87 des unteren Ankers in Berührung mit dem Ende 85 des oberen Ankers, um das Pilotventil mit Abstand gegenüber seinem Sitz 56 zu halten. Nach Ent-Erregung der Spule drückt die Kraft der Feder 100 das Pilotventil 58 und den unteren Ankerabschnitt 86 in Fig. 4 nach rechts, bis das Pilotventil 58 den Sitz 56 berührt und den Fluß durch den Pilotdurchlaß 54 verhindert. Die Unterbrechung des Strömungsmittelflusses durch den Durchlaß 54 erzeugt den Ausgleich des Drucks in Kammer 16 und Kammer 24 durch Anzapföffnung 26,und die das Ventilglied 42 tendenziell nach links drückenden Druckkräfte werden neutralisiert. Darauffolgend werden unter der Vorspannkraft der Feder 100 das Ventilglied und die Membransitzoberfläche 39 nach rechts gerdrückt, um am Ventilsitz zu sitzen, auf welche Weise die Strömung von Kammer 16 durch Auslaßdurchlaß 16 abgeschaltet wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das erfindungsgemäße pilotgesteuerte, druckbetätigte,elektromagnetisch erregte Abschaltventil einen neuen und vorteilhaften Aufbau besitzt. Das erfindungsgemäße Pilotventil wird durch elektromagnetische Mittel betätigt, die eine aus zwei Abschnitten bestehende Ankeranordnung aufweisen, wobei ein Abschnitt in einem Käfig untergebracht ist und relativ zum anderen beweglich ist, und wobei die Anordnung ferner in einer abgedichteten Kammer in Verbindung mit dem Pilotventil angeordnet ist. Der Käfig ist am verbleibenden Ankerabschnitt derart befestigt, daß bei Erregung der elektromagnetischen Mittel der im Käfig untergebrachte Abschnitt sich innerhalb des Käfigs um einen vorbestimmten Luftspalt "bewegt, um den verbleibenden Ankerabschnitt zu berühren, wobei die Bewegung des Käfig-Ankerabschnitts zur Öffnung des Pilotventils dient. Bei der darauffolgenden Be-

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wegung des Hauptventilglieds durch die daran angelegten unausgeglichenen Druckkräfte berührt das Hauptventilglied einen am Käfig vorgesehen Anschlag und bewegt daraufhin die gesamte Ankeranordnung damit. Bei der Bewegung der Ankeranordnung durch das Hauptventilglied wird verhindert, daß das Pilotventil am Sitz das Schließen hervorruft, und zwar geschieht dies durch die Beziehung des Käfigankerabschnitts mit dem auf dem Käfig angeordneten Anschlag zur Kontaktierung des Hauptventilglieds. Die Anordnung der Erfindung gestattet somit, daß der Anker mit einem relativ kleinen Luftspalt aufgebaut wird und mit einer minimalen magnetomotorischen Kraft betrieben wird, um das Pilotventil aus seinem Sitz herauszuheben. Der Anker ist in der Lage, eine wesentlich größere Bewegung bei Berührung mit dem Hauptventilglied zu absorbieren, ohne die Position des Pilotventils bezüglich seines Sitzes zu stören. Diese Konstruktion gestattet eine relativ große Versetzung des Hauptventilglieds mit einer bislang unerreichbar kleinen magnetomotorischen Kraft von der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung zur Öffnung des Pilotventils.

Zusammenfassend sieht die Erfindung somit ein strömungsmitteldruckbetätigtes Pilotsteuermembranventil vor, bei welchem das Pilotventil infolge der Erregung einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung geöffnet wird; die Betätigungsvorrichtung weist bewegbare Ankermittel auf, die zur Öffnung des Pilotventils betätigbar sind, und Stoppmittel sind mit dem Anker bewegbar, um die Öffnungsgröße des Pilotventils zu begrenzen; die Stoppmittel weisen Mittel auf, die das Schließen des Pilotventils dann verhindern, wenn die Ankermittel darauffolgend durch den das Membranventil öffnenden Strömungsmitteldruck bewegt werden.

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Leerseite

Claims (1)

Patentanspruch

1. Ventilanordnung der Bauart, die bei Verbindung mit einer elektrischen Leistungsquelle erregbar ist, um den Strömungsmittelfluß durch den Hauptdurchlaß der Anordnung zu gestatten, gekennzeichnet durch:

a) Gehäusemittel (11), welche einen Strömungsmitteldurchlaß bilden, und zwar mit einem Einlaß und einem Auslaß sowie Mitteln, die eine Hauptventilsitzoberfläche definieren, und zwar zwischen dem Einlaß und dem Auslaß, und wobei das Gehäuse (11) ferner Führungsmittel aufweist,

b) ein Hauptventilglied, welches bezüglich des Gehäuses (11) zwischen einer die Sitzoberfläche berührenden Position und einer Öffnungsposition bewegbar ist, welch letztere mit Abstand gegenüber der Sitzoberfläche angeordnet ist und den Strömungsmittelfluß von dem Einlaß zum Auslaß gestattet,

c) Vorspannmittel zum Vorspannen des Ventilglieds in die Schließstellung, .

d) Mittel, welche einen Pilotströmungsdurchlaß durch das Ventilglied definieren, und zwar zur Verbindung von Einlaß und Auslaß,

e) ein Pilotventilglied, bewegbar bezüglich des Ventilglieds zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung, wobei in der Schließstellung der Strömungsmittelfluß durch den Pilotdurchlaß verhindert wird, während in der Öffnungsstellung der Fluß durch den Pilotdurchlaß gestattet ist,

f) elektromagnetische Mittel, die bei Erregung betätigbar sind, um das Pilotventil aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu bewegen, und zwar mit Mitteln zum Vorspannen des Pilotventilglieds in die Schließstellung, wobei die elektromagnetischen Mittel folgendes aufweisen:

I. Polstückmittel, gebildet aus ferromagnetischem Material und bewegbar aufgenommen in den Führungsmitteln,

II. Ankermittel, gebildet aus ferromagnetischem Material und bewegbar aufgenommen in den Führungsmitteln,

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ORIGINAL INSPECTED

III. Stopp- oder Anschlagmittel, bewegbar mit den Ankermitteln und betätigbar, um die Bewegung des Pilotventilglieds aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu begrenzen, und zwar bei Erregung der Ventilanordnung, wobei der Anschlag Mittel aufweist, die das Pilotventil in der Öffnungsstellung dann halten, wenn das Hauptventilglied durch die Druckkräfte von den auf Druck ansprechenden Mitteln geöffnet ist,

g) Mittel, welche auf den Fluß durch den Pilotdurchlaß ansprechen und betätigbar sind, um Druckkräfte an das Hauptventilglied anzulegen, um die darauf wirkende Vorspannung zu überwinden, und um das Ventilglied aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu bewegen.

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