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Die
vorliegenden Erfindung betrifft ein Ventil für feststoffhaltige Fluide,
wie abrasive Stoffe enthaltende Flüssigkeiten oder Gase, mit einem
Ventilgehäuse,
mit einem Ventilsitz, mit einem im Ventilgehäuse zwischen zwei Endstellungen
axial hin- und herbeweglichen Ventilkern, der in einer seiner zwei Endstellungen
(Verschlussstellung) auf dem Ventilsitz aufliegt, und in seiner
anderen Endstellung einen Strömungsweg
entlang seines Umfanges bildet, und mit einer Antriebseinrichtung,
die den Kern in seine Verschlussstellung treibt, wobei der Ventilkern
magnetisches oder magnetisierbares Material umfasst und die Antriebseinrichtung
von einem auf den Ventilkern einwirkenden Magnetfeld gebildet wird.
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Beispielsweise
aus der
DE 38 03 419
A1 ist ein derartiges Ventil bekannt. Die dort dargestellte Ventileinrichtung
arbeitet mit einer Druckfeder, die den Ventilkern gegen eine nachgiebige
Dichtung drückt
und so einen flüssigkeits-
und gasdichten Abschluß gewährleistet,
wenn der auf den Kern lastende Druck des abzusperrenden Fluids einen
bestimmten Wert nicht überschreitet. Überschreitet
dieser Druck jedoch einen von der gegenüber diesem Druck freiliegenden
Fläche
des Ventilkerns festgelegten Wert, wird die Kraft der Feder überwunden
und der Ventilkern weicht um ein bestimmtes Stück zurück und läßt an der Dichtung Fluid, wie
insbesondere Harzmaterial mit Quarzfüllung, durch den sich bildenden
engen Spalt hindurchtreten. Bei größeren Mengen, die pro Zeiteinheit
durchgeschleust werden, vergrößert sich
dieser Spalt. Bei Beladung des Fluids mit abrasiven Stoffen, wie
beispielsweise Quarzmehl, wird das an der Dichtung vorbeigleitende
quarzhaltige Fluid eine abrasive Wirkung auf den Ventilsitz wie auch
auf den Ventilkern im Bereich des Dichtungsspaltes entfalten, was
zu einem Abrieb führt,
so daß nach
einiger Zeit, manchmal nach wenigen Stunden, der Ventilsitz, insbesondere
aber ein aus weicherem Material bestehender Ventildichtungsring
verschlissen sind und ausgewechselt werden müssen. Soll das Ventil gasdicht
schließen,
kann auf einen nachgiebigen Dichtungsring, der besonders schnell
verschleißt,
jedoch nicht verzichtet werden. Ist eine gasdichte Abdichtung nicht
erforderlich, sondern genügt eine
flüssigkeitsdichte
Abdichtung, kann man sich dadurch helfen, daß Dichtungssitz wie auch Dichtungskern
aus abriebresistentem Material bestehen, wie beispielsweise aus
Keramikmaterial. Aber auch dieses Material wird nach einiger Zeit
angegriffen, insbesondere ungleichmäßig angegriffen, wodurch zunehmend
Undichtigkeiten auch für
Flüsigkeiten entstehen.
Bisher ist nicht gelungen, dieses Problem, das insbesondere bei
mittels Federkraft arbeitenden Rückschlagventilen
bei Anwendung bei mit abrasiven Stoffen beladenen Fluiden, wie Harzgemischen, die
nach einiger Zeit aushärten,
auftritt, zu lösen.
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Die
DE 34 16 336 C2 ,
von der die Erfindung ausgeht, offenbart ein Magnetventil für Druckmittel. Bei
Druckmitteln handelt es sich um Gase oder niedrigviskose Flüssigkeiten.
Ein derartiges Magnetventil umfasst einen Ventilsitz für einen
Verschlusskörper. Der
Verschlusskörper
ist mit einem Anker verbunden, der wiederum mittels einer mit dem
Anker zusammenwirkenden Magnetspule betätigt wird. Der Anker ist dabei
linear in einem Ankerführungsrohr
geführt.
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Die
DE 89 13 163 U1 offenbart
ein Magnetventil zur Steuerung eines pneumatischen Mediums, insbesondere
Luft. Dabei können
zwei gegenüberliegende
Ventilsitze wechselweise durch zwei Ventilkörper verschlossen werden. Die
Ventilkörper
sind an einem Hubanker angeordnet, der verschieblich in einer Magnetspule
angeordnet ist und bei einem Stromfluss durch die Magnetspule aufgrund
der Magnetwirkung auf den Hubanker betätigbar ist. Ferner weist der
Hubanker auf seinem Außenumfang
als Abflachungen ausgebildete mediumleitende Kanäle auf.
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Die
DE 89 07 989 U1 offenbart
ebenfalls ein Magnetventil zur Steuerung einer Gas- oder Luftzufuhr
im Bereich der Pneumatik. Ein mittels einer Feder gegen einen Ventilsitz
gepresster Kolben aus einem magnetisierbaren Material wird mittels
einer Magnetspule betätigt
und kann so in eine geöffnete
Stellung bewegt werden.
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Aus
der
DE 68 12 707 U1 ist
ein Magnetventil bekannt, bei dem die Hülse die Magnetspule und das Verschlussteil
in einer Kunststoffmasse eingebettet sind. Ansonsten arbeitet auch
dieses Magnetventil in einer zur
DE 89 07 989 U1 analogen Weise.
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Ausgehend
vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Ventil für abrasive
Feststoffe enthaltende Fluide bereitzustellen, bei dem die Standzeit
des Ventils verlängert
wird und insbesondere die auf die Dichtungen wirkenden abrasiven
Kräfte
reduziert werden.
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Gelöst wird
diese Aufgabe dadurch, dass der Ventilkern in seiner Umfangsfläche Nuten
aufweist, durch die die Flüssigkeit
in der Offenstellung hindurchströmt,
dass die Nuten mit einem Drall verlaufen, wodurch auf den Ventilkern
eine Drehkraft ausgeübt
wird, wenn die Flüssigkeit
durch die Nuten hindurchströmt
und dass der Ventilkern in seiner Offenstellung auf einem Drehlager
aufsitzt.
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Weist
das Ventilgehäuse
einen den Ventilsitz bildenden oder tragenden Gehäuseteil
einen den Kern axial führenden
Wandbereich und einen einen Kanal für das Fluid bildenden Gehäuseteil
oder -teile auf, ist es günstig,
wenn der Wandbereich ein zylindrisches, direkt mit dem Kern in Berührung stehendes Innenrohr,
eine auf diesen aufschiebbare Magnetspuleneinrichtung und ein die
Magnetspuleneinrichtung umgreifendes Außengehäuseteil umfaßt, weil dies
jeweils eine besonders kompakte und einfache Konstruktion darstellt.
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Die
eine Einstellung des Kerns wird vorzugsweise von einem in das Ventilgehäuse einschiebbaren
Rohrstück
oder Gegenkern festgelegt, das den gleichen Außendurchmesser wie der Kern
aufweist. Das Rohrstück
kann einen Flansch aufweisen, mit dem sich das Rohrstück an das
eine Ende des Rohrs anlegt. Der Kern kann entweder durch Schwerkraft oder
durch den Fluiddruck in seine Offenstellung und durch Magnetkraft
in seine Verschlußstellung
gebracht werden. Alternativ kann auch durch einen ein eigenes Magnetfeld
aufweisenden Kern durch Umschaltung des äußeren Magnetfeldes die Kernbewegung
sowohl in der einen wie auch in der anderen Richtung extern erzwungen
werden, so daß man
auf Schwerkraft oder die Strömungskraft
des abzusperrenden Fluids nicht angewiesen ist.
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Wie
die Magnetkraft zwischen der feststehenden Spule und dem beweglichen
Kern erzeugt wird, ist eine Frage der Zweckmäßigkeit. Als am einfachsten
erwiesen hat sich eine um den Kern herum gelegte Wicklung erwiesen,
die mit Gleichstrom beaufschlagt wird und je nach Richtung des Stromes zwei
unterschiedliche Magnetfelder erzeugen kann und dabei auf einen
Ventilkern einwirken kann, der selbst ein Magnet darstellt, beispielsweise
aus magnetisiertem Material aufgebaut ist, so daß je nach Richtung des Gleichstromes
und damit des äußeren Magnetfeldes
der Ventilkern in die eine oder in die andere Richtung getrieben
wird.
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Muß die Kraft
auf den Ventilkern nur in einer Richtung wirken, nämlich z.
B. in die Ventilschließrichtung,
genügt
es beispielsweise, den Kern aus magnetisierbarem Material wie magnetisierbarem
Eisen (Weicheisen) herzustellen, so daß durch ein äußeres Magnetfeld
dieses Material in gleicher Richtung magnetisiert und angezogen
wird. Die Magnetisierung verschwindet mit dem Verschwinden des äußeren Magnetfeldes
und die Anziehungskraft fällt
weg.
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Der
Kern kann in seiner Umfangsfläche
Nuten oder Abflachungen aufweisen, durch die das Fluid in Offenstellung
des Kerns hindurchströmt.
Diese Nuten können
auch mit einem Drall verlaufen, wodurch auf den Kern eine Drehkraft
ausgeübt
wird, wenn das Material durch die Nuten hindurchströmt. Die
Nuten können
zwischen sich am Innenrohr anliegende Stege bilden, deren Breite
wesentlich kleiner ist als die der Nuten. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt
vergrößert und
der Strömungswiderstand verkleinert.
Aus strömungstechnischen
Gründen
ist auch günstig,
wenn das Profil des Nutenbodens eine stetige Linie, wie Kreisbogen
oder einfach eine Abflachung ist. Der Kern kann in seiner Offenstellung
auf einem Drehlager aufsitzen, was die Drehung aufgrund von mit
Drall angeordneten Nuten erleichtert. Dieses Drehlager kann von
einer im Bereich der Kernachse angeordneten Spitze eines Kegels
gebildet sein, der von einer am Innenrohr anliegenden, im Bereich
des Innenrohrquerschnitts mit Durchbrüchen versehenen Platte ausgeht.
Durch diese Maßnahme wird
die Drehwirkung noch verbessert, die insbesondere dazu dienen kann,
zu verhindern, daß an
den Ventilwänden
sich Material absetzt und u. U. dort aushärtet.
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Das
erfindungsgemäß ausgestaltete
Ventil kann vorzugsweise als Plungerventil oder Rückschlagventil
in Anlagen zur Verarbeitung von abrasive Stoffe enthaltenen viskosen
Massen eingesetzt werden.
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Eine
andere Möglichkeit
der Verwendung ist die Verwendung in elektronisch gesteuerten Dosiereinrichtungen
für viskose
Massen.
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Insbesondere
das Ventil mit infolge eines Dralls sich drehendem Kolben läßt sich
besonders günstig
in Anlagen zur Verarbeitung von reagierenden (aushärtenden)
Massen einsetzen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in den Zeichnungen dargestellt sind.
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Es
zeigt:
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1 eine
Axialschnittansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten Ventils;
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2 eine
Schnittansicht durch das Unterteil des Ventilgehäuses;
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3 eine
Draufsicht auf das Unterteil gemäß 2;
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4 einen
Schnitt durch das Gehäuseoberteil;
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5 eine
Ansicht von unten auf das in 4 dargestellte
Gehäuseoberteil;
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6 eine
Querschnittsansicht auf den Gegenkern;
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7 eine
Schnittansicht durch die Magnethülse;
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8 eine
Draufsicht auf den Magnetkern;
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9 eine
Schnittansicht entlang der Linie IX/IX der 8;
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10 eine
alternative Ausführungsform
in einer axialen Schnittansicht mit einem bei Betrieb sich drehenden
Ventilkern;
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11 einen
vergrößerten Axialschnitt durch
den Ventilsitz;
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12 einen
Teil-Axial-Schnitt durch den Kern gemäß 10; und
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13 eine
Draufsicht auf den Kern gemäß 11.
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In
1 ist
in einer axialen Schnittansicht ein erfindungsgemäß ausgestaltetes
Ventil
10 zu erkennen, bestehend aus einem hier im wesentlichen
zweiteiligen Ventilgehäuse
12,
das einen Ventilsitz
14 und einen in dem Ventilgehäuse zwischen
zwei Endstellungen axial hin- und herbeweglichem Ventilkern
16 umfaßt, der
in seiner, hier dargestellten einen Endstellung auf dem Ventilsitz
14 aufliegt,
und einer anderen, nicht dargestellten Endstellung (Offenstellung)
dagegen einen Strömungsweg
freigibt, der sich zwischen dem Ventil
14 und dem Ventilkern
16 dann öffnet. Dieser
Strömungsweg
kann beispielsweise durch die Pfeile
18,
20 angedeutet
sein, in welchem Fall der in
1 darge stellte
Block beispielsweise eher eine Anlage gemäß der
DE 38 03 419
A1 anstelle der dort dargestellten modulartigen Rückschlagventilanordnung
mit dem aus Teflon bestehenden Ventilkegel
47 eingesetzt
werden kann, um so zu vermeiden, daß der gegen die Kraft einer
Druckfeder
48 arbeitende Ventilkegel nach relativ kurzer
Zeit verschlissen wird, wenn als Dosiermaterial quarzmehlhaltiges
Epoxidharz benutzt wird.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
die in 1 dargestellte Ventilanordnung auch für eine Strömung in
umgekehrter Richtung (entgegen den Pfeilen 18, 20)
einzusetzen, und zwar deshalb, weil hier die Bewegung des Ventilkerns 16 auf
den Ventilsitz 14 zu oder von diesem weg zwar von der strömenden Masse
unterstützt
bzw. behindert wird, die Bewegung des Kolbens aber grundsätzlich nicht
mehr von der Strömung
der Masse betätigt
wird, wie es beim Stand der Technik noch der Fall ist, wo die Massenströmung bzw.
der Druck der Masse zur Ventilbetätigung herangezogen wird.
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Desweiteren
ist in 1 eine beispielsweise aus Kupferdraht gewickelte
Magnetspule 22 zu erkennen, die in einen Wickelkörper 24 eingebracht
ist, der wiederum auf eine Hülse 26 aufschiebbar
ist. Diese Hülse
ist in 7 in einer Axialschnittansicht nochmals getrennt
dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß an dem unteren Ende der Hülse auf
deren Außenumfang
ein Ring 28 aufgeschoben und anschließend festgelegt, beispielsweise
festgelötet
ist, während
am entgegengesetzten Ende der Hülse 26 in
einen Rücksprungbereich
der Hülse
ein Anschlagring 30 eingebracht, beispielsweise wiederum
angelötet ist.
Hülse 26 und
Ring 30 bestehen vorzugsweise aus verschleißfestem
Material, wie gehärtetem
Stahl, während
der lediglich als Halterung dienende Ring 28 aus normalen
Stahl gefertigt sein kann.
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In
das so offen gebliebene Ende der Hülse 26 ist gemäß 1 zunächst eine
ringförmige
Kegelpfanne 32 (siehe auch 11) aus
einem Material ähnlich
dem, aus dem die Hülse 26 besteht,
also beispielsweise aus nicht rostendem Stahl, eingeschoben, dann
folgt der mit gleichem Kegelwinkel wie die Pfanne ausgestattete
Ventilkern 16, anschließend der als Gegenlager für den Ventilkern
arbeitende Gegenkern 34, der in 6 in einer
Axialschnittansicht nochmals getrennt dargestellt ist und im wesentlichen
eine in die Hülse 26 passende
Hülse 36 mit Flansch 38 und
O-Ringdichtungsnut 40 bildet. Das von dem Flansch 38 abgewandte
Stirnende der Hülse 36 ist
kegelförmig
eingesenkt, Bezugszahl 42, mit einem Kegelwinkel 44,
der dem Winkel der Anfasung 44 entspricht, den der Kern
an seiner Rückseite
aufweist, siehe 9, eine Querschnittansicht durch den
Kern 16.
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Wie
die 1 weiterhin erkennen läßt, paßt der Flanschbereich 38 des
Gegenkerns 34 in eine entsprechende kreisförmige Einsenkung 44,
die vom Gehäuseunterteil 46 gebildet
wird, siehe entsprechende Draufsicht gemäß 3 und in 2 die Schnittansicht
entlang der Schnittlinie II-II der 3.
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Die
Hülse 26 mit
den darin angeordneten Teilen, wie vorstehend geschildert, und dem
darauf aufgeschobenen Winkelkörper 24 mit
der Magnetspule 22 lassen sich dann in das Gehäuseoberteil
einscheiben, das in 4 in einer Schnittansicht und
in 5 in einer Ansicht von unten gemäß 4 dargestellt ist.
Der Innenraum 50 dieses oberen Gehäuseteils 48 ist danach
kreisförmig
und legt sich somit passend an die ebenfalls kreisförmige Spulenanordnung 50 an, während sich
die Scheibe 28, die von der Hülse 26 ausgeht, auf
einer durch Durchmesservergrößerung gebildeten
kreisförmigen
Rücksprungfläche 52 des Gahäuseoberteils 48 passend
abstützen
kann.
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Die
beiden Gehäuseteile 46, 48 können dann nach
Einlage einer Ringdichtung 54 in eine vom Gehäuseunterteil 46 gebildete
Nut 56 ineinandergesetzt und miteinander verschraubt werden,
beispielsweise mittels der vier Schraubbolzen 58, die durch
entsprechend eingesenkte Bohrungen 60 des Gehäuseunterteils
hindurchgesteckt und in Gewindesackbohrungen 62 des Gehäuseoberteils
eingeschraubt werden können.
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Wie
die 1 desweiteren erkennen läßt, ist zwischen der Innenfläche der
Hülse 26 und
dem Gegenkern 34 eine in die Umfangsnut 40 dieses
Gegenkerns 34 angeordnete O-Ringdichtung abdichtend angeordnet,
siehe Bezugszahl 64.
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Die
Ventilanordnung soll gasdicht sein, so daß auch zwischen dem Ventilsitz 14 und
der Kegelfläche
des Ventils 16 eine Dichtung 66 vorgesehen ist,
die von einer Ringnut 68 in der Kegelfläche 70 aufgenommen
ist, siehe 9. Der Kegelwinkel 72 entspricht
dem entsprechenden Kegelwinkel 72 der in 11 vergrößert herausgezeichneten
Kegelpfanne 32, diese hergestellt wiederum aus rostfreiem Stahl
oder ähnlichem
Material.
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Es
sei nun näher
auf die Form des Ventilkerns 16 eingegangen, der in 8 in
einer Ansicht von unten (gemäß 1)
und in 9 entlang der Schnittlinie IX-IX der 8 dargestellt
ist.
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Wie
deutlich wird, hat der Ventilkörper
in seinem Umfang eine im wesentlichen rechteckige Form, siehe 8,
mit abgerundeten Ecken 73, die die Innenführung innerhalb
der Hülse 26 bilden,
welcher Innenumfang in 8 gestrichelt dargestellt ist,
siehe Bezugszahl 74. Dadurch entstehen vier Strömungskanäle 76 um
den Außenumfang
des Ventilkerns 16 herum, durch die Masse strömen kann, wenn
sich der Ventilkern in einer Stellung befindet, bei der die vier
Schrägflächen 78 auf
der kegelförmigen
Einsenkung 42 des Gegenkerns 34 aufliegen: Da dann
die Kegelfläche 70 vom
Kegelsitz 80 der Kegelpfanne 32 abgehoben ist,
entsteht zwischen ihnen ein Strömungsweg,
der sich in die vier Seitenkanäle 76 fortsetzt
und von dort in weitere Kanäle 82 mündet, die
zwischen den vorspringenden Schrägflächen 78 gebildet
sind. Diese münden
ihrerseits in der vom Gegenkern 34 gebildeten Bohrung 84 und
von dort in die zueinander senkrecht stehenden Bohrungen 86, 88 des
Gehäuseunterteils 46.
Die Bohrung 88 mündet
seitlich vom Gehäuseunterteil 46 und
kann dort mit einem weiteren Modul einer Harzverarbeitungsanlage
o. dgl. druckdicht verbunden werden, wozu als Dichtmittel eine in
eine Nut 90 eingebrachte Dichtung 92 dienen könnte, siehe
die 1 und 2. In ähnlicher Weise kann an die
Oberseite 94 unter Zwischenschaltung wiederum einer in
einer Nut 96 angeordneten Dichtung 98 ein weiteres
Bauteil einer Harzverarbeitungsanlage angeschlossen werden, von
der der Strömungskanal
dann fortgesetzt wird.
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In 1 gestrichelt
dargestellt ist eine Anschlußdose 100 zum
Anschließen
einer elektrischen Stromquelle, von der aus die Spule 22 mit
Strom versorgt werden könnte,
um aufgrund von der Spule 22 erzeugter Magnetwirkung die
axiale Stellung des aus Magnetmaterial oder magnetisierbarem Material
bestehenden Ventilkerns 16 in der Weise zu beeinflussen,
daß dieser
Magnetkern beispielsweise bei fließenden elektrische Strom aus
der in 1 dargestellten (geschlossenen) Stellung in die
geöffnete Stellung
bewegt wird. Wird der Strom wieder abgeschaltet, drückt bei
der hier dargestellten Ausführungsform
der durch die Pfeile 18, 20 dargestellte Strömungsdruck
des zähflüssigen Materials
den Kern 16 wieder in seine in 1 dargestellte
geschlossene Stellung, so daß hierfür keine
Magnetenergie notwendig ist.
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Wie
schon erwähnt,
kann aber auch erreicht werden, daß diese Gegenbewegung durch
Magnetkraft erfolgt, nämlich
dann, wenn der Kern 16 selbst magnetisch ist, beispielsweise
auch einen Festmagneten umfaßt
oder enthält,
der durch das Magnetfeld der Spule 22 bei der einen Feld-
oder Stromrichtung angezogen und bei entgegengesetzter Feld- oder Stromrichtung
abgestoßen
wird.
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Ist
die Betätigung
nur in einer Richtung vorgesehen, kann die Spule auch mit Wechselstrom
betrieben werden, oder aber die Anschlußdose 100 enthält einen
Gleichrichter, beispielsweise Halbleitergleichrichter, der den Wechselstrom
in gewünschten Gleichstrom
umsetzt, der dann seinerseits der Spule 22 zugeführt wird.
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Ebenso
kann aber auch durch fließenden elektrischen
Strom in der Spule 22 der Kern 16 in die in 1 dargestellte
Stellung gedrückt
werden, wobei die Fließrichtung
des viskosen Materials dann zweckmäßigerweise entgegen den Pfeilen 18, 20 erfolgt,
so daß das Öffnen dann
durch den Strömungsdruck
des durch das Ventil strömenden
Materials erfolgen würde.
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Ähnlich arbeitet
eine Anordnung gemäß 10,
die im Prinzip den gleichen Aufbau hat, wie sie gemäß 1 geschildert
wurde, mit dem Unterschied, daß der
Ventilsitz 114 die Form einer Hülse mit Flansch hat, der von
einem Gehäuseteil 246 gegen
das Gehäuseteil 148 gedrückt wird,
insofern also einen ähnlichen
Aufbau hat, wie bei der Ausführungsform
gemäß 1 der
Gegenkern 34. Anstelle dieses Gegenkerns ist bei dem Ventil 110 gemäß 10 ein
in einem Gehäuseteil 146 angeordnetes Ventilkernlager 101 vorgesehen,
bestehend aus einem in einer entsprechenden Einsenkung 103 des Gehäuseteils 146 eingesetzten
Platte 105, die an den Innendurchmesser der Hülse 126 angepaßt ist und eine
koaxiale Einsenkung 107 aufweist, an deren Boden mehrere
Durchbrüche 109 bis
zur anderen Seite der Platte 105 reichen, wo sich eine
trichterförmige, vom
Gehäuseteil 146 gebildete Öffnung 111 anschließt, die
in einen Strömungskanal 113 übergeht, von
wo aus dann in hier nicht mehr näher dargestellter
Weise eine Verbindung zu anderen Bauteilen eines Harzverarbeitungsgerätes hergestellt
wird. Von dem Boden der Einsenkung 107 springt ein Kegel 115 in
das Volumen der Einsenkung 107 vor, derart, daß die Kegelspitze
genau koaxial zur Achse des Ventilkerns 116 liegt. Der
Kern setzt sich mit seiner der Kegelspitze gegenüberliegenden Fläche 117 auf diese
Spitze, wenn sich der Kern 116 in seiner geöffneten
Stellung befindet. In dieser Stellung entsteht ein Strömungskanal,
beginnend beispielsweise bei Bohrung 119, von wo er sich
fortsetzt zu einem ebenfalls in diesem Gehäuseteils 146 befindlichen
Querkanal 121, von dem aus dann wiederum ein senkrecht
dazu liegendes Kanalstück 123 weiterführt, das in
die Bohrung 125 des hülsenförmigen Ventilsitzes 114 mündet. Von
dort führt
der Strömungsweg
weiter entlang dem zwischen Kegelfläche 170 und Sitzfläche 180 gebildeten
Weg – vorbei
an der Ringdichtung 166 – entlang drallartig um die
Umfangsfläche
des Ventilkerns 116 angeordneten Längsnuten 176 bis zum
Erreichen der Fläche 117,
wo sich der Strömungsweg
in das Lumen der Einsenkung 107 öffnet und von dort über die
Bohrungen 109 in den Trichterraum 111 zum Kanal 113 führt, wo
dieser schließlich in
hier nicht näher
dargestellter Weise an ein weiteres Bauteil der Anlage angeschlossen
sein mag. Während
Material entlang diesem Strömungsweg,
repräsentiert
durch den Pfeil 118 und den Pfeil 120, strömt, drückt dieses
Material aufgrund seiner Zähigkeit
und der dabei entstehenden Staudruckwirkung auf die durch die Kanäle 176 gebildete
Schrägfläche 126, wodurch
auf den Kern 116 eine Drehmomentkraft einwirkt, die diesen
in Uhrzeigerrichtung (gemäß 10 von
oben gesehen) zu drehen sucht und die durch den Pfeil 127 repräsentiert
wird. Durch die Drehung schaben Umfangsstege 129, die satt
an der Innenfläche
der Hülse 126 anliegen,
an dieser Innenfläche
entlang und streifen evtl. dort haftende Reste des zu transportierenden
Materials ab und verhindern so, daß sich evtl. Verstopfungen
im Ventil ergeben.
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Während seiner
Drehung stützt
sich der Kern 116 auf das von der Kegelspitze 115 gebildete
Spitzenlager ab. Der Kern kann zu diesem Zweck zusätzlich einen
Auflagepunkt 131 erhalten, der beispielsweise besonders
gehärtet
ist.
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Aus
Gründen
eines günstigen,
d. h. geringen Strömungswiderstandes
ist der Strömungskanal 176 vorzugsweise
so ausgestaltet, daß dieser
im Querschnitt beispielsweise oval oder teilkreisförmig ausgebildet
ist. Aus dem gleichen Grunde ist es günstig, wenn die Umfangsstege 129,
die gleichzeitig auch die Führung
des Kerns innerhalb der Hülse 126 bewirken,
im Vergleich zur Breite des Kanals 176 verhältnismäßig schmal
sind, so daß möglichst
viel Raum für
den Durchtritt von Masse zur Verfügung steht. Die Anordnung von
nur wenigen Kanälen,
hier beispielsweise insgesamt nur vier, führen ebenfalls zu einem relativ
geringen Strömungswiderstand
der Gesamtanordnung.
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Beide
Ausführungsformen
haben aufgrund ihres modulartigen Aufbaus und ihrer leichten Demontierbarkeit
den Vorteil, daß evtl.
Wartungsarbeiten, beispielsweise Austausch von Verschleißteilen, schnell
durchgeführt
werden können.
So braucht zum Austausch beispielsweise des Kerns 116 und des
Ventilsitzes 114 gemäß 10 nur
das Gehäuseteil 246 demontiert
werden, woraufhin das Gehäuseteil 148 freikommt
und die Ventilteile 114, 116, 105 ausgetauscht
werden könnten.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 1 genügt es, das
Gehäuseteil 46 abzunehmen,
woraufhin die einzelnen Teile des dortigen Ventils auseinandergezogen
und beschädigte
Teile ausgetauscht werden könnten.
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Das
erfindungsgemäße Ventil
ist auch in der Pneumatik und als Luftventil einsetzbar, dies aufgrund
seiner externen Ansteuerbarkeit und der Tatsache, daß das Ventil
auch vakuumdicht ist.
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In 12 ist
in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht der Ventilkern 116 nochmals
näher dargestellt,
während ∅ 13 eine
Ansicht von oben auf den Kern gemäß 12 darstellt.
Wie insbesondere 13 zeigt, ist ähnlich wie
beim Kern 16 gemäß 8 eine
im Grunde quadratische Anordnung vorhanden, mit abgerundeten Ecken 129,
die einen Krümmungsbogen
bilden, der an die Innenfläche
der Hülse 126 angepaßt ist.
Auch die Nut 168 für
die in 10 erkennbare Dichtung 166 ist
zu erkennen, ebenso wie die Tatsache, daß durch das Verdrallen des
Quadratquerschnitts über
die Längserstreckung L
des Kerns über
die Axialerstreckung 133 um hier beispielsweise 30° sich ein
spiralförmig
verlaufender Strömungsweg 176 ergibt.